Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das versteckte Innenleben des Orionnebels

12.05.2016

Im Wechselspiel von Magnetfeldern und Gravitation werden in der Gaswolke neue Sterne geboren

Im All kommen ständig Sonnen zur Welt. Häufig entstehen auch gleich ganze Sternhaufen auf einmal – und zwar in vergleichsweise kurzer Zeit. Um Letzteres zu erklären, schlagen Amelia Stutz und Andrew Gould vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg einen neuen Mechanismus vor. Dazu untersuchten die Forscher ein Gas- und Staubfilament, zu dem auch der bekannte Orionnebel gehört. Im Prinzip geht Sternentstehung einfach: Man nehme eine sehr kalte Wolke, bestehend aus Wasserstoffgas und etwas Staub und überlasse das System sich selbst. Dann werden im Lauf von einigen Millionen Jahren die hinreichend kalten Regionen unter dem Einfluss ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren und neue Sterne bilden.


Kreißsaal der Sonnen: Auf diesen Aufnahmen des Sternentstehungsgebiets Orion A sind das integralförmige Filament, die zwei Sternhaufen oberhalb des Filaments sowie im Süden die Wolke L1641 zu sehen. Das linke Teilbild zeigt eine Dichtekarte aus Daten des Weltraumteleskops Herschel, das rechte eine Infrarotaufnahme des Weltraumteleskops WISE. Das mittlere Foto ist eine Kombination der beiden Bilder.

© A. M. Stutz / MPIA

Die Wirklichkeit ist komplizierter. Insbesondere scheint es zwei Arten der Sternentstehung zu geben. In gewöhnlichen, kleineren Molekülwolken entstehen nur einer oder ein paar Sterne – solange, bis sich das Gas über einen Zeitraum von rund drei Millionen Jahren zerstreut hat. Größere Wolken leben rund zehnfach länger. In ihnen kommen ganze Sternhaufen auf einmal zur Welt und werden sehr massereiche Sonnen geboren.

Woran liegt es, dass während dieser rund 30 Millionen Jahre so viele Sterne entstehen? Denn astronomisch gesehen ist der genannte Zeitraum recht kurz. Die meisten Erklärungsansätze gehen von einer Art Kettenreaktion aus, in der die Entstehung der ersten Sterne in der Wolke die Bildung weiterer Sterne auslöst. Dafür kommen etwa die Supernovaexplosionen der massereichsten (und daher kurzlebigsten) gerade entstandenen Sonnen infrage, denn deren Druckwellen komprimieren das Wolkenmaterial und schaffen dadurch die Keime für neue Sterne. 

Amelia Stutz und Andrew Gould vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg verfolgen einen anderen Ansatz und bringen Schwerkraft und Magnetfelder ins Spiel. Dazu haben sie die Region um den 1300 Lichtjahre entfernten Orionnebel unter die Lupe genommen. Die hellrote, komplex gemusterte Gaswolke zählt zu den bekanntesten Objekten am Himmel.

Ausgangspunkt für die Überlegungen von Stutz und Gould sind Karten der Massenverteilung in einer Struktur, die wegen ihrer Gestalt – sie ähnelt jener des geschwungenen Integralzeichens – den Namen „integralförmiges Filament“ trägt und zu der auch der Orionnebel im mittleren Abschnitt des Filaments gehört. Die Heidelberger Forscher zogen außerdem Studien zu den Magnetfeldern in und um dieses Objekt heran.

Die Daten zeigen, dass der Einfluss von Magnetfeldern und Gravitation auf das Filament ungefähr gleich groß ist. Darauf aufbauend entwickelten die beiden Astronomen ein Szenario, in dem das Filament ein flexibles, hin und her schwingendes Gebilde ist. Die üblichen Modelle der Sternentstehung hingegen legen Gaswolken zugrunde, die unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren.

Wichtiger Beleg für das neue Bild ist die Verteilung von Protosternen und von jungen Sonnen in und um das Filament. Protosterne sind die Vorstufen von Sonnen: Sie ziehen sich noch weiter zusammen, bis ihre Kernregionen genügend hohe Dichten und Temperaturen erreicht haben, so dass dort im großen Stil Kernfusionsreaktionen einsetzen können. Jetzt erst ist der Stern geboren.

Protosterne sind leicht genug, um mitgenommen zu werden, wenn das Filament hin und her schwingt. Junge Sterne sind dagegen deutlich kompakter und werden vom Filament schlicht zurückgelassen oder wie aus einer Steinschleuder in den umgebenden Raum katapultiert. So kann das Modell erklären, was die Beobachtungsdaten in der Tat zeigen: Dass sich die Protosterne nur entlang des dichten Rückgrats des Filaments finden, junge Sterne dagegen vor allem außerhalb des Filaments.

Dieses Szenario birgt das Potenzial für einen neuen Mechanismus, der die Entstehung ganzer Sternhaufen auf (astronomisch gesehen) kurzen Zeitskalen erklären könnte. Die beobachteten Positionen der Sternhaufen legen nahe, dass das integralförmige Filament ursprünglich in nördliche Richtung deutlich weiter ausgedehnt war als heute. Über Millionen von Jahren scheint sich dann von Norden aus ein Sternhaufen nach dem anderen gebildet zu haben. Und jeder fertige Sternhaufen hat das ihn umgebende Gas-Staub-Gemisch mit der Zeit zerstreut.

Daher sehen wir heute drei Sternhaufen in und um das Filament: Der älteste Haufen ist am weitesten von der Nordspitze des Filaments entfernt; der zweite liegt näher und wird noch von Filamentresten umrankt; der dritte, mitten im integralförmigen Filament, ist gerade im Wachsen begriffen.

Das Wechselspiel von Magnetfeldern und Schwerkraft ermöglicht bestimmte Arten von Instabilitäten, die man zum Teil aus der Plasmaphysik kennt und die einen Sternhaufen nach dem anderen entstehen lassen könnten. Diese Hypothese beruht auf Beobachtungsdaten für das integralförmige Filament. Es handelt sich aber nicht um ein ausgereiftes Modell für einen neuen Modus der Sternentstehung. Zunächst müssten Theoretiker entsprechende Simulationen durchführen und Astronomen weitere Beobachtungen vornehmen.

Erst nach diesen Vorarbeiten wird sich herausstellen, ob die Molekülwolke im Orion einen Sonderfall darstellt. Oder ob die Geburt von Sternhaufen in einem Reigen magnetisch eingeschlossener Filamente der übliche Weg ist, um im Weltall innerhalb kurzer Zeit ganze Haufen neuer Sterne entstehen zu lassen.

Ansprechpartner

Dr. Markus Pössel

Öffentlichkeitsarbeit
Telefon:+49 6221 528-261Fax:+49 6221 528-246
E-Mail:pr@mpia.de
 

Dr. Amelia Stutz

Telefon:+49 6221 528-412
 

Dr. Andrew Gould

Telefon:+49 6221 528-464

Originalpublikation

Amelia M. Stutz, Andrew Gould

Slingshot Mechanism in Orion: Kinematic Evidence for Ejection of Protostars by Filaments

Dr. Markus Pössel | Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik
20.07.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT
18.07.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics