Geburtswehen massereicher Sterne
Materieklumpen führen zu starken Helligkeitsausbrüchen.
Wie Sterne mit einer vielfachen Masse unserer Sonne entstehen, bildet eine der fundamentalen Fragen der modernen Astrophysik. Jetzt haben Forscher der Uni Tübingen und der Uni Wien durch theoretische Berechnungen neue Komponenten entdeckt, welche die Sternentwicklung mitbestimmen. Auch fanden sie bei der Entstehung massereicher Sterne Parallelen zur Geburt der sehr frühen Sterne des Universums sowie von massearmen Sternen.
Abb.: Grafische Darstellung des Modells zur Geburt massereicher Sterne. Farbkodiert ist die Dichteverteilung um den entstehenden Stern. (Bild: U. Tübingen)
Die Geburtsgeschichte von massereichen Sternen sei immer noch ein Mysterium, weil diese während ihrer Entstehung in eine extrem dichte Gashülle eingebettet sind, so Rolf Kuiper von der Uni Tübingen: „Die Gashülle macht es nahezu unmöglich, den Geburtsvorgang selbst mit Großteleskopen einzufangen. Mit anderen Worten, wir sehen die Krippe, in der sich die massereichen Sterne bilden, aber nicht die jungen Sterne selbst.“ Das Forscherteam hat die Sternengeburt in einem theoretischen Modell numerisch berechnet.
Das Modell setzte an bei einer Wolke aus interstellarem Gas und Staub, die sich zusammenzieht und eine Akkretionsscheibe um einen jungen massereichen Stern bildet. Eine solche Scheibe rotiert um ein zentrales Objekt und transportiert Gas und Staub in Richtung des Zentrums. Zum ersten Mal stellten die Forscher fest, dass sich bei diesem Prozess Klumpen von extremer Dichte bilden müssen, die durch eine von der Schwerkraft bewirkte Instabilität der Scheibe entstehen. Einige dieser Klumpen wandern ihren Daten zufolge nach innen auf den jungen Zentralstern zu und können von diesem verschluckt werden. „Bei der Sternentstehung verursacht das Verschlingen der Klumpen einen Helligkeitsanstieg, welcher der Leuchtkraft von hunderttausend Sonnen entspricht“, erklärt Eduard Vorobyov von der Uni Wien.
Ein sehr ähnlicher Prozess von wiederholten unregelmäßigen Helligkeitsausbrüchen war in der Forschung bereits aus Studien über die Entstehung der allerersten Sterne im frühen Universum und auch bei der Bildung von massearmen Sternen bekannt. Die neue Studie lege nahe, dass der Sternentstehungsprozess universellen Prinzipien folgt und praktisch seit Beginn des Universums unverändert ähnlichen Gesetzmäßigkeiten unterliegt, so die Forscher. Die Klumpen stellen nach Ansicht des Teams Kandidaten für die Erzeugung von weiteren Sternen mit der ungefähren Masse der Sonne dar, die Begleiter des massereichen Sterns bilden könnten. Die Ergebnisse der Studie helfen den beobachtenden Astronomen bei der Entwicklung neuer Strategien, um solche Helligkeitsausbrüche oder die Klumpen direkt zu beobachten.
EKU / RK
