An der Entstehung von Sternen sind die komplexen Wechselwirkungen viele Phänomene beteiligt, darunter Schwerkraftkollaps, Magnetfelder, Turbulenzen, stellares Feedback und die Rotation von Wolken. Das Gleichgewicht zwischen diesen Effekten variiert von Quelle zu Quelle deutlich, und Astronomen haben einen statistischen Ansatz entwickelt, um die typische Sternentstehungssequenz im Frühstadium zu verstehen.
Die früheste Phase wird als protostellares Stadium bezeichnet. Für massearme Sterne mit ungefähr Sonnenmasse wird dieses Stadium normalerweise in zwei Unterstadien getrennt, während der Stern Materie aus einer massereichen Gashülle abzieht, deren Größe zwischen 500 und 10.000 Astronomische Einheiten betragen kann. Dieser Prozess kann rund eine halbe Million Jahre dauern. Es gibt jedoch beträchtliche Unsicherheiten: Beispielsweise wird ein Teil des Gases durch starke Ausströmungen zurück in das umgebende Medium transportiert.
Das Fehlen eines umfassenden, systematischen Surveys solcher Quellen hat es Astronomen schwer gemacht, die vielen beteiligten Prozesse zu sortieren. Astronomen vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) leiteten ein Team, das das Submillimeter Array verwendete, um die größte, hochauflösendste Untersuchung der Submillimeterspektrallinien von jungen Protosternen zu erstellen und zu veröffentlichen. An der Studie wirkten Ian Stephens, Tyler Bourke, Mike Dunham, Phil Myers, Sarah Sadavoy, Katherine Lee, Mark Gurwell und Alyssa Goodman mit.
Das Team beobachtete 74 junge Objekte in der Perseus-Molekülwolke in etwa 1.000 Lichtjahren Entfernung. Das Programm namens MASSES (Mass Assembly of Stellar Systems and Their Evolution with the SMA) observierte die Protosterne mit hoher und geringer räumlicher Auflösung, wobei Skalen zwischen 300 Astronomischen Einheiten und mehr als 9.000 Astronomischen Einheiten in bis zu 40 Moleküllinien benutzt wurden (aber nicht jede Quelle hatte alle Spektrallinien).
Diese Region wurde schon vorher untersucht, und man wusste, dass sie viele bipolare protostellare Ausströmungen aufweist. Aber die neuen hochauflösenden Bilder offenbaren eine Fülle an Eigenschaften der Ausströmungen, die meist als Kohlenmonoxidgas vorkommen. Die Studie untersuchte sechs dieser Objekte, die so jung sind, dass ihre Temperatur noch nicht heiß genug ist, um ihren Hauptbestandteil – molekularen Wasserstoff – zu trennen.
Diese Protosterne werden als „erste Kerne“ bezeichnet, und das MASSES-Programm registrierte Ausströmungen in vier von ihnen. Einer wurde aufgrund seiner kompakten Natur und seiner geringen Ausströmungsgeschwindigkeit als das vielversprechendste Beispiel seines Typs identifiziert. Diese neue Studie, die umfassendste und vollständigste öffentliche Studie ihrer Art, bietet Astronomen eine neue Datengrundlage zur Untersuchung der Entstehung massearmer Sterne in ihren frühesten Phasen.
Abhandlung: „Mass Assembly of Stellar Systems and Their Evolution with the SMA (MASSES) – Full Data Release“ von Ian W. Stephens, Tyler L. Bourke, Michael M. Dunham, Philip C. Myers, Riwaj Pokhrel, John J. Tobin, Héctor G. Arce, Sarah I. Sadavoy, Eduard I. Vorobyov, Jaime E. Pineda, Stella S. R. Offner, Katherine I. Lee, Lars E. Kristensen, Jes K. Jørgensen, Mark A. Gurwell und Alyssa A. Goodman, ApJSS, 245, 21, 2019.
(THK)
Antworten