Die Anatomie einer stellaren Abströmung

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine Hubble-Aufnahme des Emissionsjets eines jungen Sterns. Eine neue Arbeit berichtet, daß Infrarotspektren eines Jets einen reichen Schatz an diagnostischen Emissionslinien von durch Stoßwellen angeregten Molekülen und Atomen enthüllt haben. Reipurth, NASA und HST

Astronomen waren in dem Denkmuster verhaftet, daß Sternentstehung einfach das allmähliche Verdichten von Material unter dem Einfluß der Schwerkraft bedeutet. Jetzt jedoch nicht mehr. Die Geburt eines neuen Sterns ist ein komplizierter Vorgang, zu dem unter anderem der Aufbau einer zirkumstellaren Scheibe (möglicherweise von präplanetarer Natur) und zur gleichen Zeit das Ausstoßen von Materie in Form von bipolaren, senkrecht zu diesen Scheiben stehenden Jets zählt. Diese Abströmungen helfen dem jungen Stern, sein Wachstum auszubalancieren, während sich neues Material ansammelt, aber gleichzeitig stören sie die Umgebung. Auch wenn Jets von jungen Sternen seit mehr als zwanzig Jahren bekannt gewesen sind, ist ihr Einfluß auf die Umgebung unklar geblieben; dies lag zum Teil daran, daß die staubigen Geburtswolken, in denen Sterne entstehen, optisches Licht abschwächen.

Achim Tappe, Jan Forbrich und Charlie Lada, Astronomen am SAO, und zwei weitere Kollegen untersuchten mit dem Spektrometer des Spitzer-Weltraum-Teleskops eine relativ nah gelegene, junge stellare Abströmung. Es war bereits bekannt gewesen, daß dieser sich schnell bewegende Jet, wenn er in das umliegende Medium hineinrast, das Gas schockt; der Vorgang gleicht einem Düsenflugzeug, daß sich schneller als mit Schallgeschwindigkeit bewegt und eine Schockwelle erzeugt. Doch für junge stellare Jets waren die Details großteils rätselhaft. Die Wissenschaftler entdeckten in den Infrarotspektren einen vielfältige Anzahl an ausgeprägten Spektrallinien von mindestens sieben verschiedenen, durch die Schockwelle angeregten Molekülen – molekularer Wasserstoff, Wasser, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, OH, HD und eine ionisierte Art von HCO. Zahlreiche Linien von Atomen wurden ebenfalls beobachtet.

Die Astronomen folgerten, daß die Schockwelle unterscheidbare Regionen entlang ihrer Ausdehnung hat, während sie mit Geschwindigkeiten von ungefähr 40 Kilometer pro Sekunde durch die Geburtswolke pflügt. An der äußersten Spitze, wo der Jet plötzlich auf umgebendes Gas trifft und abgebremst wird, findet sich ionisiertes Material und starke Strahlung von molekularem Wasserstoff; näher zum Stern hin verändern sich die Temperaturen und Dichten des Gases auf systematische Weise, da vorher angeregtes Gas beginnt, sich abzukühlen. Helle Verdichtungen sind auf dem ganzen Weg entlang des Jets sichtbar, die entweder das Ergebnis von ausgestoßenen heißen Materieklumpen oder zuvor existierender Klumpen sind, die geschockt wurden, als der Jet eintraf. Die neue Arbeit gehört zu den ersten, die die komplexe infrarote Strahlung von Schockwellen um neugeborene Sterne entdeckt und untersucht hat und sie hilft, die Tür zu neuen Methoden für die Untersuchung des Umfelds der Sternentstehung zu öffnen.

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