How big is Pijlstaartrognevel?

De Pijlstaartrognevel is een planetaire nevel: een schil van gloeiend gas, afgestoten door een stervende ster en verlicht door de hete ster die overblijft. NASA beschreef de nevel in 1998 als de jongste bekende planetaire nevel. Volgens de meest recente schatting is de nevel ongeveer 1,1 biljoen kilometer breed. De afstand tot de Aarde is onzeker, dus gepubliceerde schattingen van de breedte lopen uiteen van ongeveer 0,56 tot 1,5 biljoen kilometer.

Grootte

Naar verwachting beëindigen gewone sterren zoals de Zon hun leven door planetaire nevels te vormen. Vanaf de Aarde ziet de nevel er piepklein uit: de heldere binnenring is slechts ongeveer 1,6 boogseconden lang, waarbij een boogseconde 1/3.600 van een graad is. Details waren pas te zien toen de Hubble-ruimtetelescoop de nevel waarnam.

Om die hoek om te rekenen naar een echte grootte is de afstand nodig, en schattingen van die afstand lopen uiteen van ongeveer 2.700 tot 19.000 lichtjaar. Een lichtjaar is de afstand die licht in één jaar aflegt: ongeveer 9,46 biljoen kilometer. Een Hubble-onderzoek uit 1998 ging uit van 18.000 lichtjaar. Daarmee was de nevel ongeveer 1,5 biljoen kilometer breed.

Latere onderzoeken plaatsten de ster dichterbij. Een onderzoek uit 2014 vond ongeveer 5.200 lichtjaar en een breedte van ongeveer 0,56 biljoen kilometer. Een onderzoek uit 2017 nam ongeveer 8.200 lichtjaar aan. Het model van het gloeiende gas in dat onderzoek is ongeveer 1,1 biljoen kilometer, ofwel 0,12 lichtjaar, breed.

Groottevergelijkingen

Met 1,1 biljoen kilometer is de nevel ongeveer acht keer zo breed als de afstand van de Zon tot het verste punt van de baan van Sedna.
De nevel is ongeveer 120 keer zo breed als de baan van Neptunus, de buitenste planeet.
Als de baan van Neptunus werd verkleind tot de breedte van een basketbal, zou de nevel ongeveer 30 meter breed zijn.
De nevel is ongeveer 43 lichtdagen breed: licht heeft ongeveer 43 dagen nodig om de nevel over te steken.

Een nevel die ging gloeien

Tussen 1971 en 2002 warmde de centrale ster van de nevel, SAO 244567, op van minder dan 22.000 tot ongeveer 60.000 graden Celsius. Het gas eromheen begon te gloeien als planetaire nevel, waarschijnlijk in het begin van de jaren tachtig. De vorm, die lijkt op een pijlstaartrog, gaf de nevel zijn naam.

Opnamen van Hubble tonen een heldere ring van gas rond de ster, met gasbellen die boven en onder de ring naar buiten zijn geblazen. Binnen de nevel ligt een tweede ster, een begeleider van de centrale ster.

Snel vervagen

Hubble-opnamen met 20 jaar ertussen, uit 1996 en 2016, laten zien dat de nevel vervaagt en van vorm verandert. Het licht van de zuurstof in de nevel nam af met een factor van bijna 1.000. De golvende randen die aan een pijlstaartrog deden denken, zijn bijna verdwenen, en de ooit heldere binnenring lijkt kleiner te worden naarmate de ring vervaagt.

Het vervagen weerspiegelt veranderingen in de centrale ster, die afkoelt en minder van de straling uitzendt die het gas laat gloeien. Eén suggestie is dat de eerdere opwarming van de ster kwam door een korte flits van heliumfusie, het samensmelten van heliumkernen waarbij energie vrijkomt, in een schil rond de kern van de ster. In 2020 schatten astronomen dat de nevel bij het tempo waarmee hij vervaagt, over 20 of 30 jaar nauwelijks nog te detecteren zou zijn.