Sternembryonen

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Ein Bild der kalten prästellaren Wolke L1544 (die Wolke liegt links unten) im fernen Infrarot (weitere Wolken aus Gas und Staub liegen in der Nachbarschaft). Die Wolke ist ungefähr 450 Lichtjahre von der Erde entfernt in der nächstgelegenen großen Sternentstehungsregion. Neue Untersuchungen der Gasbewegungen im Wolkeninnersten zeigen, daß der Sternembryo langsam in einer Art kollabiert, die mit einigen Modellen gut übereinstimmt, andere aber ausschließt. ESA / Herschel / SPIRE

 

Sterne wie die Sonne beginnen ihr Dasein als kalte, dichte Kerne aus Staub und Gas, die unter dem Einfluß der Schwerkraft allmählich kollabieren, bis die Kernfusion zündet. Wie hingegen der entscheidende Prozeß des Zusammenziehens in diesen Embryonen genau vor sich geht, ist kaum verstanden und verschiedene konkurrierende Ideen sind hierzu weiterentwickelt worden. Material könnte frei in Richtung Zentrum fallen, obwohl in realistischeren Beschreibungen das Einfallen durch Druck warmen Gases, turbulente Bewegungen, Magnetfelder oder womöglich durch eine Kombination aus all diesen Möglichkeiten erschwert wird. Es könnte möglich sein, zwischen diesen sich einander ausschließenden Hypothesen über den Kollaps zu unterscheiden, indem man untersucht, wie sich die Dichte des Kerns mit dem Radius ändert, aber es stellt sich heraus, daß (zumindest für kugelförmige Wolken) die vorhergesagte Dichteverteilungen in allen Fällen gleich aussieht. Hingegen sind die vorhergesagten Geschwindigkeitsverteilungen für das einfallende Gas sehr unterschiedlich.

Der Staub in den Kernen macht diese im optischen Licht völlig undurchsichtig und so erfordert die Erforschung ihres Verhaltens Techniken bei anderen Wellenlängen. Eine der aufregendsten Fortschritte in der Astronomie im letzten Jahrzehnt ist die Entwicklung von Instrumenten für Fern-Infrarot- und Millimeter-Wellenlängen zur Erkennung prästellarer Kerne als solche und Bestimmung ihrer Eigenschaften. Die CfA-Astronomen Eric Keto, Paola Caselli und Jonathan Rawlings maßen durch Beobachtungen der Emissionslinien von Wasser und Kohlenmonoxid in beiden Wellenlängenbereichen die Geschwindigkeitsverteilung des Gases in einem prästellaren, dichten Kern. Jedes dieser beiden Moleküle zeigt eine beträchtlich andere Gasdichte an (der charakteristische Wert in diesen Wolken beträgt etwa 100.000 Teilchen pro Kubikzentimeter).

Die Daten geben eindeutig demjenigen Szenario den Vorzug, bei dem die Gastemperatur durch die Wolke hindurch nahezu konstant ist und gerade ausreichend Gesamtmasse besitzt, damit die Schwerkraft eine langsame Kontraktion antreiben kann. Genau genommen waren die Autoren dieser Arbeit die ersten, die genau solch eine Möglichkeit befürworteten und beschrieben und nun liefern diese Beobachtungen an diesem einzelnen Kerns eine überzeugende Bestätigung, daß keine Magnetfelder oder Turbulenzen anwesend sind noch benötigt werden. Die neuen Resultate werfen ein Schlaglicht auf die spektakulären heutigen Erfolge bei der Aufklärung der frühesten Stadien der Sterngeburt und die Leistungsfähigkeit neuer Technologien. Weitere Kerne müssen jetzt gemessen werden, um festzustellen, ob diese speziellen Folgerungen allgemeine Gültigkeit besitzen.

Literatur:
„The Dynamics of Collapsing Cores and Star Formation“
Eric Keto, Paola Caselli and Jonathan Rawlings
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 446, 3731–3740 (2015)