Das James Webb Space Telescope (JWST) hat die vormals verborgenen Strukturen des Protosterns innerhalb der Dunkelwolke L1527 enthüllt und Einblicke in die Anfänge eines neuen Sterns gegeben. Diese Wolken innerhalb der Taurus-Sternentstehungsregion sind nur in infraroten Wellenlängen sichtbar, was sie zu einem idealen Ziel für die Near-Infrared Camera (NIRCam) des Weltraumteleskops macht.
Der Protostern selbst liegt vor dem Blick verborgen in der Taille dieser sanduhrförmigen Struktur. Eine protoplanetarische Scheibe, auf deren Kante man schaut, ist als dunkle Linie erkennbar, die durch die Mitte verläuft. Das Licht des Protosterns scheint oberhalb und unterhalb dieser Scheibe durch und erhellt Blasen in den umgebenden Gas- und Staubwolken.
Die auffälligsten Strukturen – die auf diesem Infrarotbild blau und orangefarbenen Wolken – heben Blasen hervor, die erschaffen wurden, als Materie von dem Protostern fortkatapultiert wurde und mit umgebender Materie kollidierte. Für die Farben selbst sind Staubschichten zwischen dem Webb-Teleskop und den Wolken verantwortlich. In den blauen Gebieten hat der Staub die geringste Dichte. Je dicker die Staubschicht ist, desto weniger blaues Licht kann entkommen, was die orangefarbenen Taschen erzeugt.
Webb zeigt auch Filamente aus molekularem Wasserstoff, die durch Schockwellen des Protosterns beeinflusst wurden. Schockwellen und Turbulenzen hemmen die Entstehung neuer Sterne, die sich ansonsten überall in der Wolke neu bilden würden. Infolge dessen dominiert der Protostern den Raum und sammelt einen Großteil der Materie für sich selbst.
Trotz des von L1527 verursachten Chaos ist er nur 100.000 Jahre alt – ein relativ junger Himmelskörper. Wenn man sein Alter und seine Helligkeit in ferninfraroten Wellenlängen bedenkt, die von Missionen wie dem Infrared Astronomical Satellite beobachtet wurden, wird L1527 als Protostern der Klasse 0 kategorisiert, das früheste Stadium der Sternentstehung. Protosterne wie dieser, welche noch in eine dunkle Wolke aus Gas und Staub eingebettet sind, haben noch einen langen Weg vor sich, bevor sie voll ausgereifte Sterne werden. L1527 erzeugt noch keine eigene Energie durch die Wasserstofffusion, was eine grundlegende Eigenschaft von Sternen ist. Seine Gestalt, obwohl weitgehend kugelförmig, ist auch instabil und nimmt die Form einer kleinen, heißen Gaskugel mit 20-40 Prozent der Sonnenmasse an.
Wenn der Protostern Masse ansammelt, wird sein Kern langsam komprimiert und nähert sich der stabilen Kernfusion an. Die auf diesem Bild gezeigte Szenerie offenbart, dass L1527 genau das tut. Die umgebende Molekülwolke besteht aus dichtem Staub und Gas, das in das Zentrum gezogen wird, wo der Protostern liegt. Wenn das Material in dessen Richtung fällt, bewegt es sich spiralförmig um das Zentrum. Das erschafft eine dichte Scheibe aus Material, die als Akkretionsscheibe bezeichnet wird und die dem Protostern Materie zuführt. Wenn er mehr an Masse gewinnt und weiter komprimiert wird, wird die Temperatur seines Kerns steigen und schließlich die Grenze zur Zündung der Kernfusion erreichen.
Die Scheibe, die auf dem Bild als dunkles Band vor dem hellen Zentrum erscheint, hat etwa die Größe unseres Sonnensystems. Bei der Dichte ist es nicht ungewöhnlich, dass der Großteil der Materie zusammenklumpt – es sind die Anfänge von Planeten. Letztendlich zeigt dieser Anblick von L1527, wie unsere Sonne und unser Sonnensystem in ihrer Kindheit aussahen.
Eine größere Version der Aufnahme gibt es unter:
https://stsci-opo.org/STScI-01GGWD12YEES5K5163RJFYQT20.png
(THK)
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