Heiße Kerne in dunklen Wolken

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine Falschfarben-Infrarotaufnahme einer dunklen Wolke, die gegen den hellen Hintergrund der Strahlung der Milchstraßen sichtbar ist. Innerhalb der hier zu sehenden schlangenähnlichen Wolkenstruktur, verdichtet sich Staub und Gas zu neuen Sternen, die als eingebettete, heiße Kerne zu entdecken sind. Neue Beobachtungen mit dem Submillimeter Array haben gezeigt, daß diese heißen Kerne oft reich an organischen Molekülen sind. NASA / JPL-Caltech

 

Die frühesten Stadien im Dasein eines Sterns gehören mit zu den rätselhaftesten. Dies liegt vor allem daran, daß sich Sterne erstens im Inneren dunkler Materiewolken bilden, die sichtbares Licht blockieren und sich zweitens relativ schnell bilden, in nur Hunderttausenden von Jahren, wohingegen ein Stern, sobald er beginnt, seinen Wasserstoffbrennstoff zu fusionieren, Milliarden Jahre existieren kann.

Die Einzelheiten der Entstehung sehr massereicher Sterne sind am schwierigsten zu enträtseln, da sich massereiche Sterne am schnellsten entwickeln und ihr Ende erreichen können, bevor die Wolke sich aufgelöst hat, in der sie entstanden. Folglich leiten Astronomen deren Anwesenheit aus heißen Kernen ab, die tief in dunklen Wolken eingebettet sind und vielleicht von weiteren Hinweisen wie abströmendes Gas oder starke ultraviolette Strahlung begleitet werden.

Infrarotdunkle Wolken – dunkle Stellen am Himmel, die sich gegen die helle, infrarote Hintergrundstrahlung der Galaxis abheben – sind reich an Molekülen und dichtem Gas. Sie sind die natürlichen Orte der Sternentstehung und die in ihrem Inneren gelegenen heißen Kerne gehören vermutlich zu den frühesten stellaren Embryonen. Steve Longmore und Qizhou Zhang vom CfA untersuchten mit vier Kollegen mittels des Smithsonian Submillimeter Array (SMA) zwei heiße Kerne, die kurz zuvor bei Infrarot-Durchmusterungen entdeckt und nachfolgend bei Millimeter-Wellenlängen als Kerne bestätigt wurden.

Die SMA-Beobachtungen offenbarten die Anwesenheit von über einem Dutzend komplex aufgebauter Moleküle, darunter stickstoff-, sauerstoff- und schwefelreiche Spezies und Isotopomere dieser Moleküle. Die wichtigsten Moleküle sind CH3CN, CH3OH, CH3OCH3, CH3OCHO, SO, SO2, NH2CHO, C2H5OH, C2H5CN, CN, H2CS, OCS und HNCO, jedoch macht das reichhaltige, dicht gepackte Spektrum einige der Identifizierungen fraglich. Das SMA beschaffte Karten der heißen Kerne für jedes dieser Moleküle. Die Wissenschaftler modellierten die Daten und sind zu dem Ergebnis gekommen, daß die beiden Kerne ungefähr 8 beziehungsweise 26 Sonnenmassen aufweisen, die Temperaturen in dem Material in der Nähe dieser jungen Sterne einige Hundert Kelvin betragen und es Hinweise für rotierende Strukturen (vielleicht vorplanetare Scheiben) um die jungen Sterne gibt. Das Ergebnis erhärtet die Idee, daß diese heißen Kerne massereiche Sterne sind und die reiche Chemie hilft bei der Suche nach Einzelheiten des Sternentstehungsprozesses in seiner allerfrühesten Phase.

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