De spectaculaire planetaire nevel NGC 7009, of de Saturnusnevel, komt uit de duisternis als een reeks vreemd gevormde bellen, verlicht in glorieuze roze en blauwe tinten. Deze kleurrijke opname is gemaakt door het MUSE-instrument van ESO's Very Large Telescope (VLT). De kaart - die een schat aan ingewikkelde structuren in het stof onthult, inclusief schelpen, een halo en een merkwaardig golfachtig kenmerk zullen astronomen helpen begrijpen hoe planetaire nevels hun vreemde vormen en symmetrieën ontwikkelen.

De Saturnusnevel bevindt zich op ongeveer 5000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Waterman (De Waterdrager). De naam is afgeleid van zijn vreemde vorm, die lijkt op ieders favoriete geringde planeet gezien edge-on.

Maar eigenlijk, planetaire nevels hebben niets met planeten te maken. De Saturnusnevel was oorspronkelijk een ster met een lage massa, die aan het einde van zijn leven uitgroeide tot een rode reus en zijn buitenste lagen begon af te werpen. Dit materiaal werd uitgeblazen door sterke stellaire winden en geactiveerd door ultraviolette straling van de hete stellaire kern achtergelaten, het creëren van een circumstellaire nevel van stof en felgekleurd heet gas. In het hart van de Saturnusnevel ligt de gedoemde ster, zichtbaar in deze afbeelding, die bezig is een witte dwerg te worden.

Om beter te begrijpen hoe planetaire nevels in zulke vreemde vormen worden gegoten, een internationaal team van astronomen onder leiding van Jeremy Walsh van ESO gebruikte de Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) om in de stoffige sluiers van de Saturnusnevel te kijken. MUSE is een instrument dat is geïnstalleerd op een van de vier Unit Telescopes van de Very Large Telescope van de ESO-sterrenwacht op Paranal in Chili. Het is zo krachtig omdat het niet alleen een beeld creëert, maar verzamelt ook informatie over het spectrum - of het kleurenbereik - van het licht van het object op elk punt in het beeld.

Het team gebruikte MUSE om de eerste gedetailleerde optische kaarten te maken van het gas en stof dat door een planetaire nevel wordt verspreid. De resulterende afbeelding van de Saturnusnevel onthult veel ingewikkelde structuren, inclusief een elliptische binnenschaal, een buitenste schil, en een halo. Het toont ook twee eerder afgebeelde stromen die zich uitstrekken vanaf beide uiteinden van de lange as van de nevel, eindigend op heldere ansae (Latijn voor "handvatten").

Intrigerend, het team vond ook een golfachtige functie in het stof, wat nog niet helemaal begrepen wordt. Stof wordt door de nevel verspreid, maar er is een significante daling van de hoeveelheid stof aan de rand van de binnenschaal, waar het lijkt alsof het wordt vernietigd. Er zijn verschillende mogelijke mechanismen voor deze vernietiging. De binnenschaal is in wezen een uitdijende schokgolf, dus het kan in de stofkorrels breken en ze uitwissen, of het produceren van een extra verwarmingseffect dat het stof verdampt.

Het in kaart brengen van de gas- en stofstructuren in planetaire nevels zal helpen bij het begrijpen van hun rol in het leven en de dood van sterren met een lage massa, en het zal astronomen ook helpen begrijpen hoe planetaire nevels hun vreemde en complexe vormen krijgen.

Maar de mogelijkheden van MUSE reiken veel verder dan planetaire nevels. Dit gevoelige instrument kan ook de vorming van sterren en sterrenstelsels in het vroege heelal bestuderen, evenals de verdeling van donkere materie in clusters van sterrenstelsels in het nabijgelegen heelal in kaart brengen. MUSE heeft ook de eerste 3D-kaart van de Zuilen der Schepping in de Adelaarsnevel gemaakt en een spectaculaire kosmische crash in een nabijgelegen melkwegstelsel afgebeeld.