Pitch Black: Kosmische Verklumpungen werfen die dunkelsten Schatten

Das Bild zeigt kosmische Verklumpungen aus Gas und Staub, die so dunkel sind, dass sie die schwärzesten bislang aufgezeichneten Schatten werfen. Die Aufnahme stammt vom Weltraumteleskop Spitzer. (NASA / JPL-Caltech / University of Zurich)
Das Bild zeigt kosmische Verklumpungen aus Gas und Staub, die so dunkel sind, dass sie die schwärzesten bislang aufgezeichneten Schatten werfen. Die Aufnahme stammt vom Weltraumteleskop Spitzer. (NASA / JPL-Caltech / University of Zurich)

Astronomen haben kosmische Verklumpungen entdeckt, die so dunkel, dicht und staubhaltig sind, dass sie die schwärzesten, jemals aufgezeichneten Schatten werfen. Infrarotbeobachtungen dieser dunkelsten Regionen mit dem Spitzer Space Telescope der NASA werfen paradoxerweise neues Licht darauf, wie die hellsten Sterne entstehen.

Die Verklumpungen stellen die dunkelsten Gebiete einer riesigen kosmischen Wolke aus Gas und Staub dar, die rund 16.000 Lichtjahre entfernt liegt. Eine neue Studie macht sich die von den Verklumpungen geworfenen Schatten zunutze, um die Struktur und die Masse der Wolke zu bestimmen.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Staubwolke wahrscheinlich in einen der massereichsten jungen Sternhaufen in unserer Galaxie entwickeln wird. Die dichtesten Verklumpungen werden als die größten und energiereichsten Sterne des Sternhaufens – Sterne des O-Typs – aufblühen, über deren Entstehung Wissenschaftler seit langer Zeit rätseln. Die schwergewichtigen Sterne haben bedeutenden Einfluss auf ihre lokalen stellaren Umgebungen, während sie gleichzeitig bei der Erschaffung der schweren Elemente helfen, die für Leben erforderlich sind.

“Die von uns im Rahmen dieser Studie erstellte Karte von der Struktur der Wolke und ihrer dichten Kerne offenbart viele feine Einzelheiten des Entstehungsprozesses von massereichen Sternen und Sternhaufen”, sagte Michael Butler, ein Postdoktorand der Universität Zürich (Schweiz). Er ist der leitende Autor der Studie, die in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurde.

Die aktuelle Karte hat dabei geholfen, die Masse der Wolke auf das Äquivalent von 7.000 Sonnenmassen einzugrenzen, verteilt auf ein Gebiet mit 50 Lichtjahren Durchmesser. Die Karte wurde mit freundlicher Unterstützung des Weltraumteleskops Spitzer erstellt, das infrarotes Licht registriert. Infrarotlicht kann Gas und Staub leichter durchdringen als optisches Licht mit kürzeren Wellenlängen. Der Effekt ist vergleichbar mit der tiefroten Farbe von Sonnenuntergängen an smogreichen Tagen: Langwelligeres, rotes Licht erreicht unsere Augen durch den Dunst eher, während der Dunst kurzwelligeres, blaues Licht absorbiert und streut. In diesem Fall sind die dichtesten Taschen aus sternbildender Materie in der Wolke allerdings so dicht mit Staub gefüllt, dass sie nicht nur sichtbares Licht streuen und blockieren, sondern auch fast das gesamte infrarote Hintergrundleuchten.

Beobachtungen im Infrarotbereich lassen Wissenschaftler in sonst unerforschbare kosmische Wolken blicken und die frühen Entstehungsphasen von Sternen und Sternhaufen untersuchen. Spitzer registriert typischerweise infrarotes Licht, das von jungen Sternen emittiert wird, die noch in ihre staubigen Kokons eingebettet sind. Für die neue Studie beurteilten die Astronomen stattdessen die Menge des infraroten Hintergrundleuchtens, das von der Wolke blockiert wird. Sie verwendeten diese Schatten, um abzuleiten, wo sich in der Wolke Materie zusammengeballt hat. Diese Verklumpungen aus Gas und Staub werden letztendlich gravitationsbedingt kollabieren, um hunderttausende neue Sterne zu bilden.

Man nimmt an, dass die meisten Sterne im Universum, unsere Sonne vielleicht eingeschlossen, in dieser Art von Umgebung entstanden. Sternhaufen aus massearmen Sternen sind recht häufig und gut untersucht. Aber Sternhaufen, die massereichere Sterne hervorbringen, so wie der hier beschriebene Sternhaufen, sind selten und weit entfernt, was ihre Erforschung erschwert. “Für diesen seltenen Wolkentyp hat Spitzer uns ein wichtiges Bild von der Entstehung massereicher Sternhaufen in ihren frühesten, embryonischen Stadien geliefert”, sagte Jonathan Tan, ein Dozent für Astronomie an der University of Florida in Gainesville und Co-Autor der Studie.

Die neuen Ergebnisse werden auch enthüllen helfen, wie Sterne des O-Typs entstehen. O-Typ-Sterne leuchten in einem hellen Weißblau, besitzen mindestens die 16-fache Sonnenmasse und haben Oberflächentemperaturen von über 30.000 Grad Celsius. Diese Riesensterne haben einen immensen Einfluss auf ihre lokale stellare Nachbarschaften. Ihre Winde und ihre intensive Strahlung blasen Materie fort, die zusammenfinden könnte, um andere Sterne und Planetensysteme zu bilden. O-Typ-Sterne sind kurzlebig und explodieren rasch als Supernovae, wobei sie gigantische Energiemengen freisetzen und die schweren Elemente schmieden, die für Planeten und lebende Organismen gebraucht werden.

Die Forscher sind nicht sicher, wie es der Materie in O-Typ-Sternen möglich ist, Massen in Größenordnungen von zig bis 100 Sonnenmassen zu erlangen, ohne sich aufzulösen oder sich in mehrere kleinere Sterne aufzuspalten. “Wir haben immer noch keine gängige Theorie oder Erklärung dafür, wie diese massereichen Sterne entstehen”, sagte Tan. “Deswegen sind detaillierte Messungen der Geburtswolken zukünftiger, massereicher Sterne, wie wir sie in dieser Studie durchgeführt haben, wichtig für Richtungsweisung neuer theoretischer Modelle.”

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena (Kalifornien) leitet die Spitzer Space Telescope Mission für das Science Mission Direcorate in Washington. Die wissenschaftlichen Operationen werden am Spitzer Science Center des California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena durchgeführt. Die Operationen des Weltraumteleskops werden von der Lockheed Martin Space Systems Company in Littleton (Colorado) gesteuert. Die Daten werden im Infrared Science Archive des Infrared Processing and Analysis Center am Caltech archiviert. Das Caltech betreibt das JPL für die NASA.

Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-158

(THK)

Werbung

Ersten Kommentar schreiben

Antworten

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.


*