Nachbildung der Entstehung massereicher Sterne

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Neuere Computersimulationen der Strömung ionisierten Gases um einen massereichen jungen Stern scheinen einige der klassischen Rätsel erfolgreich zu erklären, die mit der Entstehung von massereichen Sternen in Verbindung stehen. Die Farben stehen für die Geschwindigkeit eines ionisierten Winds wieder; rot steht für Gas, das sich vom Beobachter entfernt, blau für Gas, das sich auf den Beobachter zubewegt. Der Stern selbst befindet sich am Ort der Markierung. Astrophysical Journal und Peters et al., 2010

 

Astronomen haben in letzter Zeit im Verständnis der Entstehung masseärmerer Sterne – solche wie die Sonne oder kleiner – große Fortschritte erzielt. Sterne entstehen aus riesigen Wolken von Gas und Staub im All, wenn die Materie in diesen Wolken allmählich dichter und dichter wird, komprimiert unter dem Einfluß ihrer eigenen Schwerkraft. Jedoch birgt die Bildung der massereichsten Sterne ein Rätsel. Bevor sie überhaupt ihre endgültige Masse erreichen, werden diese Sterne so heiß und leuchtkräftig, daß sie das umgebende Material ionisieren, die helle Blasen aus ionisiertem Gas bilden, die, nebenbei bemerkt, oft viel einfacher auszumachen sind als die Sterne selbst. Die Frage lautet, wie ein massereicher Protostern auf seine endgültige Größe anwachsen kann, wenn er von einer heißen Blase umgeben ist?

Vor einigen Jahren schlug der SAO-Astronom Eric Keto eine neue Hypothese zur Entwicklung massereicher Protosterne vor, nach der das Gravitationsfeld um einen massereichen Protostern stark genug sein könnte, um den Einfluß einer ionisierten Gasblase zu überwinden. Jetzt hat er gemeinsam mit fünf Kollegen die ersten Computersimulationen dieses Effekts veröffentlicht. Die Simulationen gehören ferner zu den ersten, die die Ionisation einbeziehen und es somit zulassen, Strukturen vollständig dreidimensional und nicht in den erzwungenen räumlichen Symmetrien der einfacheren Berechnungsmodelle darzustellen.

Die numerischen Experimente bestätigen die frühere Hypothese und haben darüber hinaus noch einige wichtige neue Schlußfolgerungen erzielt. Die Simulationen zeigen, genau wie es beobachtet wird, daß vielerlei Blasen als Reaktion auf die lokalen Bedingungen einer Wolke erzeugt werden können und prognostizieren des Weiteren die Bildung und das Wachstum von neuen Mehrfachsternsystemen, jedes in seinem eigenen, dichten Fragment der großen Wolke. Während sich der erste Stern im Zentrum der Gasströmung bildet, beschränken die außen gelegenen Sterne letzt-endlich sein Wachstum durch Anziehung der Wolkenmaterie auf sich selbst in einem Vorgang, den die Autoren “durch Fragmentation ausgelösten Hungertod” nennen. Neue Sterne, die noch weiter außen entstehen, lassen dann auch diese zweite Sterngeneration verhungern. Diese und weitere Ergebnisse aus den Simulationen scheinen realistische Antworten auf die offenen Fragen zur Bildung massereicher Sterne in Haufen anzubieten.

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