Das Herschel Space Observatory hat einen seltsamen Ring aus staubhaltiger Materie entdeckt, als es eine der bislang schärfsten Aufnahmen einer riesigen Gas- und Staubwolke namens NGC 7538 machte. Die Beobachtungen haben zahlreiche Materieklumpen enthüllt: ein Bäckerdutzend, das sich in die energiereichsten Sterntypen des Universums entwickeln könnte. Herschel ist eine Mission der European Space Agency (ESA) mit wichtigen Beiträgen der NASA.
„Wir haben NGC 7538 mit Herschel angeschaut und 13 massereiche, dichte Materieklumpen identifiziert, in denen sich in Zukunft kolossale Sterne bilden könnten“, sagte Cassandra Fallscheer, eine Gastdozentin für Astronomie am Whitman College in Walla Walla (Washington). Sie ist die leitende Autorin der Abhandlung, die im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde. „Außerdem haben wir eine gigantische Ringstruktur gefunden und das Seltsame ist, wir sind nicht ganz sicher, was sie erschaffen hat.“
NGC 7538 liegt mit einer Entfernung von circa 8.800 Lichtjahren in relativer Nähe und befindet sich im Sternbild Cepheus. Die Wolke, deren Masse in der Größenordnung von 400.000 Sonnenmassen liegt, erfährt einen intensiven Schub an Sternentstehungsprozessen. Astronomen untersuchen stellare Kinderstuben wie NGC 7538, um besser zu verstehen, wie sich Sterne bilden. Die Entdeckung des rätselhaften Rings war in diesem Fall ein unerwarteter Bonus.
Der kühle Staubring hat eine ovale Form, deren Längsachse etwa 35 Lichtjahre lang ist. Die Länge seiner Querachse beträgt rund 25 Lichtjahre. Fallscheer und ihre Kollegen schätzen, dass der Ring eine Masse von ungefähr 500 Sonnenmassen besitzt. Zusätzliche Daten des James Clerk Maxwell Telescope am Mauna Kea Observatory (Hawaii) halfen dabei, das seltsame Oval weitergehend zu charakterisieren. Astronomen sehen in kosmischen Staubwolken oft Ringe und blasenähnliche Strukturen. Die starken Winde, die von den massereichsten Sternen – Sternen des O-Typs – erzeugt werden, können diese expandierenden Strukturen erschaffen, genau wie ihr explosiver Tod als Supernovae. Aber im Zentrum dieses Rings scheint es keine Energiequelle oder einen Überrest eines vergangenen O-Typ-Sterns, beispielsweise einen Neutronenstern, zu geben. Es ist möglich, dass ein großer Stern die Blase erschuf und dann, weil alle Sterne in Bewegung sind, den Ort verließ, wodurch er seiner Entdeckung entging.
Die Beobachtungen wurden als Teil des Herschel OB Young Stellar Objects (HOBYS) Key Program gemacht. Das OB bezieht sich auf die zwei massereichsten Sterntypen: Sterne des O-Typs und des B-Typs. Diese hellblauen, superheißen und kurzlebigen Sterne enden als explodierende Supernovae und lassen entweder unglaublich dichte Neutronensterne oder sogar noch dichtere Schwarze Löcher zurück.
Sterne dieses Kalibers entstehen aus gas- und staubreichen Materieklumpen mit Anfangsmassen, die dutzende Male größer als die der Sonne sind. Die 13 in NGC 7538 beobachteten Materieklumpen, manche liegen am Rand des rätselhaften Rings, sind alle mindestens 40 Mal massereicher als die Sonne. Die Materieklumpen stürzen gravitationsbedingt in sich selbst zusammen, wobei ihre Kerne dichter und heißer werden, bis die Kernfusion zündet und ein Stern geboren ist. Jetzt, in den frühen Phasen des Sternentstehungsprozesses, sind die Materieklumpen noch recht kühl, nur wenige zehn Grad über dem absoluten Nullpunkt. Bei diesen Temperaturen emittieren die Materieklumpen den Großteil ihrer Strahlung im energiearmen Submillimeter- und Infrarotbereich, für deren Beobachtung Herschel entwickelt wurde.
Während Astronomen mit der Untersuchung dieser aufkeimenden O-Typ-Riesensterne in NGC 7538 fortfahren, sollten nachfolgende Beobachtungen mit anderen Teleskopen auch helfen, das Rätsel des gigantischen Staubrings zu lösen. „Um die für die Erschaffung der Ringstruktur verantwortlichen Mechanismen zu bestimmen, sind weitere Forschungen erforderlich“, sagte Fallscheer.
Herschel ist eine Mission der European Space Agency (ESA), deren wissenschaftliche Instrumente von einem Konsortium aus europäischen Instituten und mit wichtiger Beteiligung der NASA zur Verfügung gestellt wurden. Obwohl das Observatorium seit April 2013 keine wissenschaftlichen Beobachtungen mehr macht, weil das Kühlmittel wie geplant aufgebraucht war, analysieren Forscher weiterhin seine Daten. Das Herschel Project Office der NASA hat seinen Sitz am Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena (Kalifornien). Das JPL steuerte wichtige Technologien für zwei der drei wissenschaftlichen Instrumente Herschels bei. Das NASA Herschel Science Center, eine Abteilung des Infrared Processing and Analysis Center am California Institute of Technology in Pasadena, unterstützt die astronomische Gemeinschaft in den Vereinigten Staaten.
Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-189
(THK)
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