Geburtsstätten der massereichsten Sterne unserer Milchstraße entdeckt

13. Mai 2014, 15:37
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Kartierungsprojekt ATLASGAL liefert Belege für zahlreiche dichte Klumpen von Gas und Staub

Ein internationales Astronomen-Team hat mit Hilfe des APEX-Teleskops und der Submillimeter-Kamera LABOCA die Geburtsstätten der massereichsten Sterne aufgepürt, die zur Zeit in unserer Milchstraße entstehen. Das Projekt ATLASGAL ist eine Kartierung der galaktischen Ebene bei 0,87 Millimeter Wellenlänge. Sie liefert eine bisher nie dagewesene Anzahl von kalten dichten Klumpen von Gas und Staub, wo massereiche Sterne ihren Ursprung haben.

Die erfassten Daten ermöglichen einen kompletten statistischen Überblick der Entstehung dieser Sterne in unserer Milchstraße. Die Auswertung ergab unter anderem, dass sich solche Sternenriesen mit durchschnittlich nur 75.000 Jahren Zeitdauer wesentlich schneller bilden als masseärmere Sterne.

Supermassive Sterne entstehen in den dichtesten und kältesten Gebieten in der Milchstraße tief im Inneren von Staubhüllen, die so dicht sind, dass die Strahlung von den enthaltenen jungen Sternen nahezu komplett absorbiert wird. Da die staubigen Ecken in unserer Milchstraße nur sehr schwer individuell zu erfassen sind und Strahlung in optischen und Infrarot-Wellenlängen abschirmen, bieten Kartierungen wie ATLASGAL eine gute Möglichkeit, auf großer Skala nach den Geburtsstätten der massereichsten Sterne in unserer Milchstraße zu suchen. "Unser Forscherteam hat aus den ATLASGAL-Daten die umfassendste Stichprobe der bisher versteckten Geburtsstätten von massereichen Sternen erstellt", sagt Timea Csengeri vom MPIfR, die Erstautorin der Studie. "Wir haben eine ganze Reihe von neuen potentiellen Standorten gefunden, in denen solche Sterne sich im Moment noch in unserer Milchstraße bilden."

Rasante Sternengeburten

Mit diesem umfassenden statistischen Datensatz konnten die Forscher zeigen, dass die Prozesse zum Aufbau der kalten dichten Wolken, in denen die massereichsten Sterne entstehen, außerordentlich schnell ablaufen müssen, und zwar in einem Zeitraum von nur 75.000 Jahren. Das ist wesentlich kürzer als die entsprechenden Zeitskalen bei der Entstehung von masseärmeren Sternen wie beispielsweise unserer Sonne. Es ist der erste umfassende Hinweis darauf, dass die Sternentstehung in unserer Milchstraße einen sehr schnell ablaufenden Vorgang darstellt.

"Wir haben unsere Stichprobe nach Signaturen dafür ausgesucht, wie sich massereiche Sterne in ihrem Inneren bilden können", sagt James Urquhart vom MPIfR, ein Ko-Autor der Studie. "Das kurze und heftige Leben der massereichsten Sterne in unserer Milchstraße war schon vorher bekannt. Aber nun konnten wir zeigen, dass es auch von einer entsprechend kurzen Entstehungsphase innerhalb ihrer Geburtshüllen eingeläutet wird." Die Lebensdauer von massereichen Sternen ist rund 1.000 Mal kürzer als die Lebensdauer von masseärmeren, sonnenähnlichen Sternen. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass sich die massereichen Sterne auch auf sehr kurzer Zeitskala in einem wesentlich dynamischeren Sternentstehungsprozess bilden.

Umfassende Beobachtung im Submillimeter-Bereich

"Nur Teleskope an außergewöhnlichen Standorten wie der extrem hochgelegenen und trockenen Chajnantor-Ebene auf 5100 m in Chile sind in der Lage, Beobachtungen bei derart hohen Frequenzen im Submillimeter-Bereich durchzuführen", fügt Frederic Schuller von der Europäischen Südsternwarte, ebenfalls Ko-Autor der Untersuchung, hinzu. "Das ist der umfassendste Ausschnitt des Himmels überhaupt, der bisher in Submillimeter-Wellenlängen beobachtet wurde." (red, derStandard.at, 13.05.2014)

  • Das APEX-Teleskop in 5.100 m Höhe über dem Meeresspiegel auf der Chajnantor-Ebene in der chilenischen Atacama-Wüste nimmt die galaktische Ebene bei 0,87 Millimeter Wellenlänge ins Visier.
    foto: eso/y. beletsky, c. urquhart.

    Das APEX-Teleskop in 5.100 m Höhe über dem Meeresspiegel auf der Chajnantor-Ebene in der chilenischen Atacama-Wüste nimmt die galaktische Ebene bei 0,87 Millimeter Wellenlänge ins Visier.

  • Die Abbildung zeigt einen Teilbereich von ATLASGAL im Gebiet zwischen den beiden gewaltigen Molekülwolkenkomplexen W33 und M17 im Sternbild Schütze (Sagittarius). Die beiden vergrößerten Ausschnittbilder zeigen Strahlung im mittleren Infrarotbereich vom GLIMPSE-Survey mit dem Spitzer-Teleskop in Blau und Grün sowie Strahlung im Submillimeterbereich von ATLASGAL in Rot, zusätzlich mit Konturlinien unterlegt. Einer der beiden Ausschnitte zeigt einen kalten massereichen Klumpen, in dem sich noch kein Stern gebildet hat (oben links), der andere einen jungen, massereichen Stern (oben rechts). Beide Objekte messen nur wenige Lichtjahre im Durchmesser. Der Inset unten rechts zeigt ein Schemabild der Milchstraße mit dem "solaren Zirkel" (grüner Kreis) sowie dem gesamten von ATLASGAL erfassten Gebiet in der Milchstraße (schattierter Bereich).
    foto: atlasgal-team

    Die Abbildung zeigt einen Teilbereich von ATLASGAL im Gebiet zwischen den beiden gewaltigen Molekülwolkenkomplexen W33 und M17 im Sternbild Schütze (Sagittarius). Die beiden vergrößerten Ausschnittbilder zeigen Strahlung im mittleren Infrarotbereich vom GLIMPSE-Survey mit dem Spitzer-Teleskop in Blau und Grün sowie Strahlung im Submillimeterbereich von ATLASGAL in Rot, zusätzlich mit Konturlinien unterlegt. Einer der beiden Ausschnitte zeigt einen kalten massereichen Klumpen, in dem sich noch kein Stern gebildet hat (oben links), der andere einen jungen, massereichen Stern (oben rechts). Beide Objekte messen nur wenige Lichtjahre im Durchmesser. Der Inset unten rechts zeigt ein Schemabild der Milchstraße mit dem "solaren Zirkel" (grüner Kreis) sowie dem gesamten von ATLASGAL erfassten Gebiet in der Milchstraße (schattierter Bereich).

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