Dank des Herschel-Weltraumobservatoriums, einer Mission der European Space Agency (ESA) mit wichtigen Beiträgen der NASA, haben Astronomen einige der jüngsten Sterne gefunden, die bislang beobachtet wurden. Beobachtungen des Spitzer Space Telescope und des Atacama Pathfinder Experiment (APEX) Teleskop in Chile trugen zu den Entdeckungen bei. Das APEX-Teleskop ist eine Zusammenarbeit mit Beteiligung des Max Planck Instituts für Radioastronomie in Deutschland, des Onsala Space Observatory in Schweden und der Europäischen Südsternwarte (ESO).
Dichte Hüllen aus Gas und Staub umgeben die wachsenden Sterne, die als Protosterne bezeichnet werden, und machen ihren Nachweis schwierig. Die 15 neu beobachteten Protosterne zeigten sich überraschend in einer Himmelsdurchmusterung der größten Sternentstehungsregion in der Nähe unseres Sonnensystems, die sich im Sternbild Orion befindet. Die Entdeckung gibt Wissenschaftlern einen Einblick in eine der frühesten und am wenigsten verstandenen Phasen der Sternentstehung.
„Herschel hat das größte Ensemble solcher junger Sterne in einer einzigen Sternentstehungsregion enthüllt“, sagte Amelia Stutz, Postdoktorandin am Max Planck Institut für Astronomie in Heidelberg (Deutschland) und leitende Autorin einer Studie, die im The Astrophysical Journal veröffentlicht wird. „Mit diesen Ergebnissen gelangen wir näher an den Moment, wenn ein Stern zu entstehen beginnt.“
Sterne entstehen aus dem gravitativen Kollaps massereicher Gas- und Staubwolken. Dieser Wechsel von umher treibendem, kühlen Gas in eine Kugel aus superheißem Plasma, die wir Stern nennen, geschieht nach kosmischen Maßstäben relativ schnell und dauert nur wenige hunderttausend Jahre. Die Entdeckung von Protosternen in ihren frühesten, kurzlebigsten und schwächsten Stadien ist eine Herausforderung.
Astronomen haben die stellare Kinderstube im Orion Molecular Cloud Complex (Orion Molekülwolkenkomplex oder kurz Orion-Komplex), einer ausgedehnten Ansammlung sternbildender Wolken, lange untersucht, aber sie hatten die neu identifizierten Protosterne nicht bemerkt, bis Herschel die Region beobachtete. „Vorangegangene Studien haben die dichtesten, jüngsten und möglicherweise extremsten und kältesten Protosterne im Orion-Komplex übersehen“, sagte Stutz. „Diese Quellen könnten uns helfen besser zu verstehen, wie der Prozess der Sternentstehung in den frühesten Stadien voranschreitet, wenn der Großteil der stellaren Masse aufgebaut wird und die physikalischen Bedingungen am schwierigsten zu beobachten sind.“
Herschel registrierte die Protosterne im ferninfraroten oder langwelligem Licht, das die dichten Wolken durchdringt, welche die werdenden Sterne umgeben und energiereichere, kürzere Wellenlängen blockieren – darunter auch das Licht, das unsere Augen sehen. Das Herschel Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS) Instrument sammelte infrarotes Licht mit Wellenlängen von 70 und 160 Mikrometern, vergleichbar mit der Dicke eines menschlichen Haares. Forscher verglichen diese Beobachtungen mit vorherigen Scans der Sternentstehungsregionen im Orion-Komplex, die von Spitzer durchgeführt wurden. Extrem junge Protosterne in den Herschel-Beobachtungen, die zu kalt waren, um in den meisten Spitzer-Daten aufzutauchen, wurden nachfolgend durch Radiowellenbeobachtungen des APEX Bodenteleskops verifiziert.
„Unsere Beobachtungen liefern einen ersten Blick auf Protosterne, die gerade erst angefangen haben, in ferninfraroten Wellenlängen zu ‚leuchten'“, sagte Elise Furlan, Co-Autorin der Studie und Postdoktorandin am National Optical Astronomy Observatory in Tucson (Arizona). Von den 15 neu entdeckten Protosternen besitzen elf sehr rötliche Farben, was bedeutet, dass ihre Lichtemissionen in Richtung des energiearmen Endes des elektromagnetischen Spektrums tendieren. Diese Emissionen sprechen dafür, dass die Sterne noch tief in eine Gashülle eingebettet und damit noch sehr jung sind. Weitere sieben Protosterne, die bereits zuvor von Spitzer registriert wurden, teilen diese Eigenschaft. Zusammen machen diese 18 keimenden Sterne nur fünf Prozent der Protosterne und Protostern-Kandidaten im Orion-Komplex aus. Diese Zahl besagt, dass die jüngsten Sterne vielleicht 25.000 Jahre in dieser Phase ihrer Entwicklung verbringen – ein Augenblick, wenn man bedenkt, dass ein Stern wie unsere Sonne etwa zehn Milliarden Jahre alt wird.
Die Forscher hoffen, jedes Stadium der Entwicklung eines Sterns chronologisch zu dokumentieren, wie ein Familienalbum: von der Zeit vor der Geburt bis in die frühe Kindheit, wenn sich auch Planeten bilden. „Mit diesen jüngsten Ergebnissen fügen wir dem Familienalbum der stellaren Entwicklung ein wichtiges fehlendes Foto hinzu“, sagte Glenn Wahlgren, Herschel-Programmwissenschaftler am NASA-Hauptquartier in Washington. „Herschel hat uns ermöglicht, Sterne in ihrer Kindheit zu studieren.“
Herschel ist eine Mission der European Space Agency, wobei die wissenschaftlichen Instrumente von einem Konsortium europäischer Institute mit maßgeblicher Beteiligung der NASA bereitgestellt wurden. Das Herschel Project Office der NASA hat seinen Sitz am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena (Kalifornien). Das JPL ist eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena.
Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-102
(THK)
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