Sterne entstehen, wenn sich Gas und Staub in einer interstellaren Wolke aufgrund der Gravitation zusammenziehen, bis sich Kerne entwickeln, die dicht genug werden und schließlich Sterne bilden. Dieser einfach klingende Prozess wird viel komplizierter mit der Präsenz von Magnetfeldern und Rotation, wodurch protoplanetare Scheiben um den entstehenden Stern gebildet werden. Das wiederum spielt eine Rolle bei der Kontrolle der Materie, welche von dem Protostern angesammelt wird.
Protoplanetare Scheiben mit Radien bis zu 500 Astronomischen Einheiten (eine Astronomische Einheit ist die durchschnittliche Distanz zwischen Erde und Sonne), wurden in ihren späten Entwicklungsphasen um sonnenähnliche Sterne beobachtet. Vermutlich begannen sie sich in den früheren Phasen zu bilden, als die einfallende Materie noch den jungen Protostern nährte.
Daher haben Astronomen versucht, jüngere Protosterne zu untersuchen. Die Belege für die Existenz dieser Scheiben in frühen Entwicklungsstadien waren jedoch dürftig: Ein paar Beispiele mit Gesamtradien von weniger als 150 Astronomischen Einheiten wurden entdeckt. Falls kleinere Strukturen darin existieren, waren sie nicht messbar.
Die Astronomen Qizhou Zhang und Paul Ho vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) nutzten mit ihren Kollegen das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um die Staubscheibe um den jungen Protostern namens HH-212 räumlich aufzulösen. Die Scheibe wird fast in Kantenstellung beobachtet und hat einen Radius von nur 60 Astronomischen Einheiten. Sie besitzt ein auffälliges, äquatoriales, dunkles Band, das zwischen zwei helleren Schichten verläuft.
Die Astronomen schätzen die Masse der Scheibe vorläufig auf etwa 14 Tausendstel einer Sonnenmasse. Kombiniert mit den Ergebnissen aus früheren Beobachtungen in anderen Wellenlängen modellieren sie Staubkörnchen, die bis zu einen Millimeter groß sind. Das dunkle Band entlang der Mittellinie der Scheibe enthält kühleren, dichteren Staub als die äußeren Schichten. Die großen Staubkörnchen deuten darauf hin, dass der Zusammenschluss von kleineren Körnchen zu größeren Exemplaren bei der Entwicklung eines Sterns früher beginnt als viele Forscher bisher angenommen hatten.
Die neuen Beobachtungen zeigen auch, dass der direkte Nachweis und die Charakterisierung kleiner Scheiben um die jüngsten Protosterne möglich ist. Die Ergebnisse setzen den Theorien zur Entstehung protoplanetarer Scheiben Grenzen. Falls sich kleine Scheiben als häufig vorkommend erweisen, dann bräuchten die theoretischen Modelle, in denen die magnetischen Effekte die Entstehung der Scheibe auslösen, eine Überprüfung.
Abhandlung: “First Detection of Equatorial Dark Dust Lane in a Protostellar Disk at Submillimeter Wavelength” von Chin-Fei Lee, Zhi-Yun Li, Paul T. P. Ho, Naomi Hirano, Qizhou Zhang, Hsien Shang, Science Advances, 3: e1602935, 2017.
(THK)
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