Alle Sterntypen entstehen auf gleiche Weise

  • 25. January 2018

Erstmals Jet eines jungen massereichen Sterns außerhalb unserer Galaxie entdeckt.

Ständig entwickeln sich neue Sterne, nicht nur in unserer Galaxie, der Milch­straße, sondern auch in anderen, weit ent­fernten Galaxien. Verein­facht gesagt entstehen sie in der Mitte einer ro­tierenden Scheibe, die Materie ins Zentrum trans­portiert. Typischer­weise entstehen dabei Jets, die Materie aus der Scheibe mit Überschall­geschwindigkeit mit sich reißen. Bisher wissen Astronomen jedoch deutlich weniger darüber, wie die Geburt bei Sternen abläuft, die mehr als zehnmal so schwer sind wie unsere Sonne. Denn sie sind bei ihrer Entstehung meist tief in ihrer Geburts­wolke verborgen und daher mit optischen Tele­skopen nicht sichtbar. Nur wenn ein solcher Jet kräftig genug ist, die Geburts­wolke zu durch­stoßen, können Astro­nomen ihn beo­bachten. Nun ist es einem inter­nationalen Forscher­team unter Beteiligung von Rolf Kuiper vom Institut für Astro­nomie und Astro­physik der Univer­sität Tübingen erstmals gelungen, einen solchen Jet außer­halb unserer Milch­straße in der Großen Magel­lanschen Wolke zu beo­bachten.

Abb.: Aufnahme der Sternentstehungsregion (li.) innerhalb der Großen Magellanschen Wolke sowie des beobachteten Jets (re.). Der weiße Doppel­pfeil verdeut­licht die Ausrichtung und Länge des Jets, die kleinen weißen Pfeile zeigen auf die vom Jet verur­sachte Bugwelle im umge­benden Gas der Stern­entstehungs­region. Die Aufnahme rechts unten zeigt die gemessene Frequenz-Verschiebung der Linien­strahlung des ioni­sierten Wasser­stoffs aufgrund der hohen Jetgeschwin­digkeit und des Doppler-Effekts. (Bild: A. F. McLeod / U. Tübingen)

Abb.: Aufnahme der Sternentstehungsregion (li.) innerhalb der Großen Magellanschen Wolke sowie des beobachteten Jets (re.). Der weiße Doppel­pfeil verdeut­licht die Ausrichtung und Länge des Jets, die kleinen weißen Pfeile zeigen auf die vom Jet verur­sachte Bugwelle im umge­benden Gas der Stern­entstehungs­region. Die Aufnahme rechts unten zeigt die gemessene Frequenz-Verschiebung der Linien­strahlung des ioni­sierten Wasser­stoffs aufgrund der hohen Jetgeschwin­digkeit und des Doppler-Effekts. (Bild: A. F. McLeod / U. Tübingen)

Die direkte Beo­bachtung eines Jets um einen masse­reichen jungen Stern im optischen Spektral­bereich nehmen Astronomen allgemein als nahezu unmög­lich an. „Solche Objekte können nur in Regionen hoher Masse geboren werden. Sie sind in ihre Wolke einge­bettet, durch die man kaum hindurch­sehen kann“, erklärt Kuiper, der die Emmy Noether-Nachwuchs­gruppe zur Entstehung masse­reicher Sterne leitet. Kuiper nutzte gemeinsam mit Kollegen der neusee­ländischen University of Canter­bury, der Univer­sity of Michigan und des Royal Obser­vatory Edinburgh Daten, die mit dem MUSE-Instrument am Very Large Tele­scope (VLT) der ESO in Chile gewonnen wurden. Sie hatten Glück: Sie entdeckten einen Jet mit einer Länge von rund 36 Licht­jahren.

„Das ist einer der größten Jets dieser Art, die jemals beo­bachtet wurden“, sagt Anna McLeod von der Univer­sity of Canterbury in Christ­church, Neuseeland. Darüber hinaus erlaubte die hohe spektrale Auf­lösung des MUSE-Instru­ments eine genaue Messung der Geschwin­digkeit und Ausrichtung des Jets. „Der Stern, der diesen Jet ausstrahlt, muss ungefähr die zwölf­fache Sonnen­masse haben. Dies ist der erste Nachweis eines solchen Jets von einem jungen Stern aus einer anderen Galaxie“, sagt McLeod.

Die in der Großen Magel­lanschen Wolke herr­schenden Bedingungen begüns­tigten die Erstbeo­bachtung. „Dort sind weniger schwere chemische Elemente vorhanden als in unserer Milch­straße, dadurch war die Umgebung des jungen Sterns weniger undurch­sichtig“, erklärt McLeod. Außerdem habe ein älterer masse­reicher Stern in der Nähe die Geburts­wolke mit seiner Strahlung im extremen ultra­violetten Bereich wegge­blasen, setzt Kuiper hinzu. „Dadurch wurde der Jet sichtbar.“

Kuiper sieht sich durch die neue Beobach­tung in seiner Forschungs­arbeit grund­sätzlich bestätigt: „Die Beobach­tung zeigt, dass alle Stern­typen unabhängig von ihrer Masse in ihrer Entstehungs­phase die gleichen Prozesse durch­laufen.“ Und das gelte sogar außerhalb unserer Galaxie, wo die Bedin­gungen und die verfüg­bare Materie anders aussehen können als in der Milch­straße.

U. Tübingen / JOL

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