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Neu entstehende Sterne sprengen Material nicht wie bisher angenommen. Warum hören sie also auf zu wachsen?

Wir dachten, wir hätten verstanden, wie Sterne entstehen. Es stellt sich heraus, wir nicht. Jedenfalls nicht ganz. Eine neue lernen , das kürzlich mit Daten des Hubble-Weltraumteleskops durchgeführt wurde, schickt Astronomen zurück ans Reißbrett, um das akzeptierte Modell der Sternentstehung neu zu schreiben.

Was wir über die Sternentstehung wissen, ist, dass sie aus riesigen Wasserstoffwolken entstehen. Das Gas wird verklumpt und durch die Schwerkraft komprimiert, wodurch Druck und Temperatur steigen, bis die Masse groß genug wird, um die Kernfusion auszulösen. Aber Sterne scheinen nicht das gesamte Gas in ihrer Umgebung zu absorbieren. Etwas hindert sie daran, enorme Größen zu erreichen.

Bisher ging das akzeptierte Modell davon aus, dass das überschüssige Gas durch extrem starke Sonnenwinde vom Stern weggeblasen wird, geformt und gelenkt wird von Magnetfeldern, die aus den Polen des Sterns herausschießen. „Es gibt bemerkenswerte ‚U‘- oder ‚V‘-förmige Strukturen, die sich nördlich und südlich eines Protosterns erstrecken.“ erklärt Nolan Habel, einer der Forscher von der Universität Toledo. 'Sie sind in Wirklichkeit ausgehöhlte Hohlräume, die durch hurrikanartige Winde oder Materialstrahlen, die von den Polen des Protosterns ausgestoßen werden, in das umgebende Gas gehauen wurden.'

Protosterne, die im Orionnebel geboren werden, wie vom Hubble-Weltraumteleskop gesehen. Bildquelle: NASA, ESA, STScI, N. Habel und S. T. Megeath (Universität Toledo).



Es wurde angenommen, dass diese starken Jets schließlich das gesamte überschüssige Gas entfernen, sodass Sterne nur etwa 30% des Materials in ihrer Umgebung absorbieren. Doch die neue Studie stellt diese Theorie auf den Kopf. Die von den Jets geschaffenen Hohlräume scheinen im Laufe der Zeit nicht stetig zu wachsen, sodass sie allein unmöglich erklären können, warum Sterne aufhören zu wachsen. Es muss einen anderen Mechanismus geben, der hilft, das verbleibende Gas, das einen Protostern umgibt, zu entfernen.

Das Team machte diese Entdeckung, indem es eine Probe von 304 Protosternen in verschiedenen Stadien der Entstehung im Orionnebel (der der Erde am nächsten liegenden Region der Sternentstehung) untersuchte. Die Astronomen sortierten die Sterne nach Alter und verwendeten dann Hubble-Bilder, um die Form und das Volumen der von Jets erzeugten Hohlräume zu messen. Sie erwarteten, dass die Hohlräume im Laufe der Zeit wachsen würden, wie es das Modell vorschlägt. Aber sie taten es nicht.

„Wir stellen fest, dass am Ende der protostellaren Phase, in der das meiste Gas aus der umgebenden Wolke auf den Stern gefallen ist, eine Reihe junger Sterne noch ziemlich enge Hohlräume haben.“ sagte Tom Megaath , ein weiterer Forscher im Team. Dies widerspricht allen gängigen Theorien der Sternentstehung und erfordert weitere Forschung, um herauszufinden, was passiert. Warum hören Sterne auf zu wachsen, wenn nicht wegen ihrer Polarjets?

Eine weite Ansicht des Orionnebels, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop. Bildquelle: NASA, ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA) und das Orion Treasury-Projektteam des Hubble-Weltraumteleskops.

Das Team hat sich ein paar mögliche Alternativen ausgedacht. Die Gaswolken, in denen sich Sterne bilden, sind nicht gleichmäßig dicht. Sie haben „Filamente“ höherer Dichte, wo Protosterne dazu neigen, sich zu bilden, und Schwingungen in diesen Filamenten könnten die Protosterne wegschleudern. Wir wissen auch, dass sich Sterne nicht immer allein bilden: etwa die Hälfte aller sonnenähnlichen Sterne hat einen binären Partner . Es ist denkbar, dass sich zwei oder mehr Protosterne, die sich nahe beieinander bilden, durch die Gravitation gegenseitig stören und sie von ihrem Ausgangsmaterial wegdrücken.

Im Moment sind dies nur Theorien. Es wird wahrscheinlich größere und bessere Instrumente brauchen, um eine konkrete Antwort zu finden. Das James Webb-Weltraumteleskop, das noch in diesem Jahr starten soll, könnte Astronomen die Hinweise liefern, die sie zur Lösung des Rätsels benötigen. Inzwischen gibt es eine ganze Reihe von Astrophysik-Lehrbüchern, die einer überarbeiteten Auflage bedürfen.



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