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ALMA
Die ungestüme Entstehung eines Sterns
von Stefan Deiters
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21. August 2013

Der Radioteleskopverbund ALMA gewährte Astronomen jetzt einen faszinierenden Einblick in die turbulente Entstehungsphase eines Sterns. Die Wissenschaftler beobachteten ein sogenanntes Herbig-Haro-Objekt und stellten fest, dass die Geburt dieser Sonne offenbar noch deutlich ungestümer verläuft, als bislang vermutet worden war.

Herbig-Haro 46/47

Blick auf Herbig-Haro 46/47: Für das Bild wurden Daten von ALMA (orange und grün, unten rechts) mit Daten im sichtbaren Bereich des Lichts des New Technology Telescope (NTT) kombiniert. Links ist der im Optischen sichtbare Teil des Jets (in rosa und violett) zu erkennen. Bild: ESO / ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / H. Arce / Bo Reipurth [Großansicht]

Die Entstehung von Sternen läuft alles andere als friedlich ab: Neugeborene Sonnen verhalten sich sehr ungestüm und stoßen etwa Material in ihre Umgebung ab, das dabei auf Geschwindigkeiten von über eine Million Kilometer pro Stunde beschleunigt werden kann. Wenn das beschleunigte Material dann auf Gas in der Umgebung trifft, wird dieses zum Leuchten angeregt und es entsteht eine Struktur, die Astronomen als Herbig-Haro-Objekt bezeichnen - nach den beiden Astronomen George Herbig und Guillermo Haro, die diese eigentümlichen Objekte erstmals genauer untersuchten.

Ein spektakuläres Beispiel für ein solches Herbig-Haro-Objekt ist Herbig-Haro 46/47. Dieser junge Stern liegt rund 1.400 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Segel des Schiffs. Astronomen nahmen Herbig-Haro 46/47 mithilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ins Visier. ALMA ist ein Verbund aus Radioteleskopen in der chilenischen Atacamawüste. Die Beobachtungen wurden zu einem Zeitpunkt gemacht, zu dem die endgültige Ausbaustufe des Verbunds noch nicht erreicht war.

Die Beobachtungen zeigen zwei Jets, also eng gebündelte Partikelstrahlen, die von dem Stern ins All schießen. Einer der Jets ist direkt in Richtung Erde gerichtet, der andere weist in die entgegengesetzte Richtung. Letzterer war bei Beobachtungen im sichtbaren Bereich des Lichts kaum zu erkennen, da der neugeborene Stern noch von Staubwolken umgeben ist. Mit ALMA konnten die Astronomen zudem die Geschwindigkeit des Materials in dem Objekt messen. Das von dem jungen Stern ins All geschleuderte Material scheint sich dabei deutlich schneller zu bewegen, als man bislang angenommen hatte.

"Dank der exzellenten Empfindlichkeit von ALMA ist es uns gelungen, bislang noch nicht beobachtete Strukturen in diesem Objekt zu entdecken, wie beispielsweise diese sehr schnellen Ausströmungen", freut sich Héctor Arce von der amerikanischen Yale University, der die Beobachtungen leitete. "Wir scheinen es außerdem mit einem Lehrbuch-Beispiel für ein einfaches Model zu tun zu haben, bei dem die molekulare Ausströmung durch einen weitwinkligen Wind vom jungen Stern generiert wird."

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Für die außergewöhnlich detaillierten Beobachtungen benötigten die Astronomen lediglich fünf Stunden Beobachtungszeit mit ALMA - und dies, obwohl noch gar nicht alle Antennen von ALMA zur Verfügung standen. Vergleichbare Untersuchungen mit anderen Teleskopen hätten die zehnfache Beobachtungszeit gebraucht.

"Die Details in den Bildern von Herbig-Haro 46/47 sind beeindruckend", meint auch Teammitglied Stuartt Corder vom Joint ALMA Observatory in Chile. "Noch faszinierender ist aber vielleicht die Tatsache, dass wir uns, was solche Beobachtungen betrifft, noch ganz am Anfang der Entwicklung befinden. In Zukunft werden mit ALMA noch deutlich bessere Bilder in einem Bruchteil der Zeit möglich sein."

"Dieses System ähnelt isolierten massearmen Sternen während ihrer Entstehungsphase", ergänzt Diego Mardones von der Universidad de Chile. "Es ist andererseits auch ungewöhnlich, weil die Ausströmungen auf der einen Seite des jungen Sterns direkt auf eine Wolke auftreffen und auf der anderen Seite aus der Wolke entkommen. Das macht  das System zu einem hervorragenden Objekt, um die Auswirkungen von stellaren Winden auf die Wolke zu untersuchen, aus der ein junger Stern entstanden ist."

Dank der guten Auflösung und Empfindlichkeit der ALMA-Beobachtungen entdeckten die Astronomen auch eine weitere, nicht vermutete Ausströmung, die von einem masseärmeren Begleiter des jungen Sterns zu kommen scheint. Sie wird fast im rechten Winkel zum Hauptobjekt beobachtet und "bohrt" ein eigenes Loch in die umgebende Wolke.

"ALMA hat es uns ermöglicht, Strukturen in den Ausströmungen deutlicher als bei früheren Studien zu beobachten", so Arce. "Das zeigt, dass es sicherlich noch viele Überraschungen und faszinierende Entdeckungen geben wird, wenn Beobachtungen mit dem gesamten Verbund gemacht werden. ALMA wird das Gebiet der Sternentstehung mit Sicherheit revolutionieren."

Die Astronomen berichten über ihre Untersuchungen in einem Fachartikel in der Zeitschrift The Astrophysical Journal.

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siehe auch
Hubble: Gebündelter Teilchenstrahl aus dem Nichts - 5. Juli 2012
VLT: Dramatische Sternentstehung - 16. März 2011
Sternentstehung: Junger Stern wirbelt Gas ins All - 2. Januar 2008
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
ESO
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