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Astronomie+Physik

Blick in eine kosmische Mehrlings-Kinderstube

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Noch sieht man nur einen Sternenembryo und drei Gasklumpen (links), aber aus diesen wird ein Dreifachsystem (B. Saxton, NRAO/ AUI/ NSF)
Unsere Sonne ist eigentlich eher eine Ausnahme. Denn im Universum sind die meisten Sterne kein Einzelgänger, sondern Teil von Doppel- oder sogar Dreifachsystemen. Wie diese kosmischen Mehrlinge allerdings entstehen, liegt bis heute im Dunkeln. Denn ihre Geburt konnte noch nie live mitverfolgt werden. Jetzt jedoch ist Astronomen erstmals ein Blick in die Kinderstube solcher Sternen-Mehrlinge gelungen. In der Sternenwiege Barnard 5 entdeckten sie einen Sternenembryo und drei Gasklumpen, die auf dem besten Wege sind, zu einem Mehrfachsystem zu werden. Das Besondere daran: Sie sind anders entstanden als es bisherige Theorien vorhersagten.

Theoretisch gibt es mehrere Möglichkeiten, wie ein Mehrfach-Sternsystem entstehen könnte: Der Kern einer dichten Gaswolke kann fragmentieren, bevor er kollabiert, so dass sich mehrere Materiekugeln bilden. Ein Partnerstern kann sich aber auch aus einer Materiescheibe um einen Stern abteilen oder sogar nachträglich durch die Schwerkraft eines jungen Sterns eingefangen werden. „Die Ideen zur Doppelsternbildung basieren heute alle auf Simulationen und analytischen Argumenten“, erklären Jaime Pineda von der ETH Zürich und seine Kollegen. „Aber bisher gibt es keine Beobachtungen, eines werdenden Mehrfachsterns in der entscheidenden Phase seiner Bildung.“ Daher war es schwierig festzustellen, welche Bildungsformen tatsächlich vorkommen oder dominieren. Die rund 800 Lichtjahre entfernte Sternenwiege Barnard 5 hat nun einen ersten Einblick in diesen Geburtsprozess ermöglicht.

Drei Gasklumpen und ein Sternenembryo

Um die dichte Gaswolke zu beobachten, nutzten die Astronomen mehrere Radioteleskope, darunter das Very Large Array in New Mexico und das Green Bank Telescope im West Virgina. Mit ihnen analysierten sie die Radioemissionen von Methan, einem im Zentrum des dichten Gasklumpens vorkommenden Moleküls. Anhand seiner Verteilung konnten sie die innere Struktur der Wolke sichtbar machen – und fanden Überraschendes. Denn statt nur eines jungen Sternenembryos zeigten die Aufnahmen noch drei weitere Bereiche im Gas, die bereits auf dem Weg zur Sternenbildung sind. Alle drei sitzen in einem Gasfilament, das in mehrere Stücke zerfallen ist. Diese Fragmente haben sich bereits stark verdichtet. Die Astronomen schätzen, dass die Verdichtungen im Gas schon in rund 40.00 Jahren kollabieren und zu neuen Sternen werden könnten.

„Wir wissen, dass diese Sterne ein Mehrfachsystem bilden werden, denn schon jetzt sind die Gasklumpen durch ihre Schwerkraft aneinander gebunden“, erklärt Pineda. Diese gegenseitige Anziehung sorgt dafür, dass die junge Sterne nicht unabhängig voneinander sind, sondern sich gegenseitig umkreisen. Sie werden zwischen einem Viertel und einem Drittel der Sonnenmasse besitzen und zwischen 3.000 und 11.000 astronomische Einheiten voneinander entfernt liegen, wie die Berechnungen der Forscher ergaben. Zwei der neuen Sterne könnten dann ein stabiles inneres Doppelsternsystem bilden, das von dem etwas weiter entfernten dritten Stern umkreist wird. Der bereits zuvor bekannte, schon etwas weiter entwickelte Sternenembryo – der vierte im Bunde – wird dagegen nicht lange Teil dieses Systems bleiben, wie die Astronomen erklären: „Als Vierersystem ist es zwar noch gebunden, wird aber in Größenordnungen von rund 500.000 Jahren instabil werden.“

„Unsere Entdeckung liefert einen fantastischen Beleg dafür, dass auch aus der Fragmentierung von Gasfilamenten multiple Sternensysteme entstehen können“, sagt Pineda. „Wir können nun diesen Mechanismus zu unserer Liste der Entstehungsmöglichkeiten hinzufügen.“ Wie häufig die Fragmentierung von Gasfilamenten tatsächlich am Anfang eines Doppel- oder Dreifachsystems steht, sollen nun weitere Beobachtungen mit dem Very Large Array und dem Atacama Large Millimeter /Submillimeter Array in Chile klären helfen. Mit ihnen wollen die Astronomen nun auch in anderen Sternenwiegen nach diesem Prozess fahnden.

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Quelle:

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar
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