SOFIA lüftet den Schleier der Sternentstehung im Orionnebel

Ein junger Stern im Zentrum des Orionnebels erzeugt mit seinen Sternwinden die Blase (schwarz) und verhindert dadurch die Entstehung neuer Sterne in seiner Umgebung. (Credits: NASA / SOFIA / Pabst et. al)
Ein junger Stern im Zentrum des Orionnebels erzeugt mit seinen Sternwinden die Blase (schwarz) und verhindert dadurch die Entstehung neuer Sterne in seiner Umgebung. (Credits: NASA / SOFIA / Pabst et. al)

Der stellare Wind eines neugeborenen Sterns im Orionnebel hindert weitere neue Sterne in der Nähe an der Entstehung. Das ist das Ergebnis einer neuen Forschungsarbeit, die das SOFIA-Teleskop (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) der NASA verwendete. Die wissenschaftlichen Operationen des Teleskops werden von der Universities Space Research Association geleitet.

Das ist ein überraschendes Ergebnis, weil Wissenschaftler bisher annahmen, dass andere Prozesse wie explodierende Sterne (Supernovae) größtenteils verantwortlich für die Regulierung der Sternentstehung sind. Aber die SOFIA-Beobachtungen sprechen dafür, dass junge Sterne stellare Winde erzeugen, die das für die Entstehung neuer Sterne benötigte Material wegblasen können – ein Prozess, der als “Feedback” bezeichnet wird.

Der Orionnebel gehört zu den am besten beobachteten und meistfotografierten Objekten am Nachthimmel. Er ist die nächstgelegene Sternentstehungsregion und hilft Wissenschaftlern zu erforschen, wie Sterne entstehen. Ein Schleier aus Gas und Staub macht diesen Nebel sehr schön, aber verdeckt auch den gesamten Prozess der Sterngeburt. Glücklicherweise kann infrarotes Licht diesen wolkenhaften Schleier durchdringen und speziellen Observatorien wie SOFIA erlauben, viele Geheimnisse der Sternentstehung zu enthüllen, die sonst verborgen bleiben würden.

Im Zentrum des Nebels liegt eine kleine Gruppe junger, massereicher, heller Sterne. Beobachtungen eines Instruments von SOFIA, dem German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies (GREAT), offenbarten erstmals, dass der starke stellare Wind des hellsten dieser jungen Sterne (Theta1 Orionis C) eine große Blase in der Wolke gebildet hat, wo dieser Stern entstand. Das ist vergleichbar mit einem Schneepflug, der eine Straße von Schnee befreit, indem er ihn an den Straßenrand drückt.

“Der Wind ist für eine enorme Blase um die Zentralsterne verantwortlich”, erklärte Cornelia Pabst, Doktorandin an der University of Leiden in den Niederlanden und Hauptautorin der Studie. “Er stört die elterliche Wolke und verhindert die Geburt neuer Sterne.”

Die Forscher nutzten das GREAT-Instrument des SOFIA-Teleskops, um die Spektrallinie von ionisiertem Kohlenstoff zu messen – Spektrallinien sind ähnlich wie ein chemischer Fingerabdruck. SOFIA befindet sich an Bord eines Flugzeugs und fliegt oberhalb von 99 Prozent des Wasserdampfs in der Erdatmosphäre, welcher das Infrarotlicht blockiert. Deshalb konnten die Forscher die physikalischen Eigenschaften des stellaren Winds untersuchen.

“Astronomen nutzen das GREAT-Instrument wie ein Polizist eine Radarpistole”, erklärte Alexander Tielens, ein Astronom am Leiden Observatory und Seniorforscher der Stude. “Die Radarwellen prallen von dem Auto ab und das Signal verrät dem Polizisten, ob man zu schnell fährt.”

Auf ähnliche Weise verwendeten die Astronomen die Spektralsignatur des ionisierten Kohlenstoffs, um die Geschwindigkeit des Gases an allen Positionen innerhalb des Nebels zu bestimmen und die Wechselwirkungen zwischen massereichen Sternen und den Wolken, wo sie geboren wurden, zu untersuchen. Das Signal ist so stark, dass es entscheidende Details und Nuancen der stellaren Kinderstuben offenbart, welche sonst verborgen sind. Aber dieses Signal kann nur mit speziellen Instrumenten wie GREAT registriert werden, die ferninfrarotes Licht empfangen können.

Im Zentrum des Orionnebels bildet der Sternwind von Theta1 Orionis C eine Blase und unterbricht die Sternentstehung in seiner Nachbarschaft. Gleichzeitig drückt er molekulares Gas an die Ränder der Blase und erschafft so neue Regionen aus dichter Materie, wo sich in der Zukunft Sterne bilden könnten.

Diese Feedback-Effekte regulieren die physikalischen Bedingungen des Nebels, beeinflussen die Sternentstehungsaktivität und steuern letztendlich die Entwicklung des interstellaren Mediums – das ist der mit Gas und Staub gefüllte Raum zwischen den Sternen. Zu verstehen, wie die Sternentstehung mit dem interstellaren Medium wechselwirkt, ist der Schlüssel zum Verständnis der Sterne, die wir heute sehen und jener, die sich zukünftig bilden könnten.

SOFIA ist eine modifizierte Boeing 747SP mit einem 2,7-Meter-Teleskop. Es ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley leitet das SOFIA-Programm, sowie die wissenschaftlichen und missionsspezifischen Operationen in Zusammenarbeit mit der Universities Space Research Association mit Sitz in Columbia (Maryland) und dem Deutschen SOFIA Institute (DSI) an der Universität Stuttgart. Das Flugzeug ist am Hangar 703 des Armstrong Flight Research Center der NASA in Palmdale (Kalifornien) stationiert.

Quelle

(THK)

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