Chile: Materie eines neugeborenen Sterns gefilmt

Mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) konnten Astronomen in Chile eine eindringliche Nahaufnahme der Materie machen, die von einem neugeborenen Stern abströmt. Durch Beobachtungen des Leuchtens von Kohlenstoffmonoxid-Molekülen in einem Objekt namens Herbig-Haro 46/47 fanden sie heraus, dass die sogenannten Jets, in denen das Material gebündelt ist, sogar noch energiereicher sind als bisher angenommen. Die sehr detailreichen, neuen Bilder haben außerdem einen bislang unbekannten Jet sichtbar gemacht, der in eine völlig andere Richtung zeigt.

Junge Sterne sind unruhige Objekte, die Material bei Geschwindigkeiten von bis zu einer Million Kilometern pro Stunde ausstoßen. Wenn dieses Material auf das umliegende Gas trifft, dann leuchtet es, wodurch ein sogenanntes Herbig-Haro Objekt entsteht. Ein eindrucksvolles Beispiel dafür trägt den Namen Herbig-Haro 46/47 und befindet sich etwa 1.400 Lichtjahre von der Erde entfernt im südlichen Sternbild Vela (das Segel des Schiffs). Dieses Objekt war Ziel einer Studie mit ALMA während seiner frühen Phase wissenschaftlicher Beobachtungen, in der das Observatorium sich noch im Aufbau befand, also lange bevor die Anordnung der Teleskope vollständig war.

Die neuen Aufnahmen lassen feine Details in zwei gerichteten Strahlen aus Gas erkennen, den sogenannten Jets. Der eine Strahl strömt zur Erde hin und der andere von ihr weg. Der wegströmende Jet war in früheren Aufnahmen im sichtbaren Bereich des Lichts aufgrund der Abschirmung durch Staubwolken um den neugeborenen Stern herum fast unsichtbar. ALMA hat nicht nur deutlich schärfere Aufnahmen als frühere Einrichtungen geliefert, sondern den Astronomen auch ermöglicht zu messen, wie schnell das leuchtende Material sich im Raum ausbreitet.

Die neuen Beobachtungen von Herbig-Haro 46/47 zeigen, dass ein Teil des ausströmenden Materials deutlich höhere Geschwindigkeiten aufweist als zuvor gemessen wurde. Das bedeutet, dass das Gas viel mehr Energie und Impuls besitzt als bisher angenommen.

Héctor Arce von der Yale University in den USA, Leiter des Wissenschaftlerteams und Erstautor der Studie, in der die neuen Ergebnisse präsentiert werden, erklärt: „ALMAs außerordentliche Empfindlichkeit hat den Nachweis von bisher nicht beobachteten Eigenschaften dieser Quelle, wie dieser sehr schnellen Ausströmung überhaupt erst erlaubt. Es scheint außerdem ein Bilderbuch-Beispiel für ein einfaches Model zu sein, bei dem die molekulare Ausströmung durch einen weitwinkligen Wind vom jungen Stern generiert wird.”

Die Beobachtungen wurden in nur fünf Stunden von ALMAs Beobachtungszeit durchgeführt – obwohl sich ALMA zu der Zeit noch im Aufbau befand – Beobachtungen ähnlicher Qualität mit anderen Teleskopen hätten zehn mal länger gedauert.

„Der Detailreichtum in den Aufnahmen von Herbig-Haro 46/47 ist atemberaubend. Die Tatsache, dass wir uns für diese Art von Beobachtungen erst am Anfang befinden, ist vielleicht noch beeindruckender. In Zukunft wird ALMA noch bessere Aufnahmen als diese in einem Bruchteil der Zeit liefern”, ergänzt Stuartt Corder vom Joint ALMA Observatory in Chile, einer der Koautoren des Fachartikels.

Diego Mardones von der Universidad de Chile, ein weiterer Koautor, betont außerdem: „Dieses System ähnelt den meisten isolierten, massearmen Sternen während ihrer Entstehung und Geburt. Es ist allerdings ungewöhnlich, dass die Ausströmung auf der einen Seite des jungen Sterns direkt auf eine Wolke auftrifft und auf der anderen Seite aus der Wolke entkommt. Dadurch wird es zu einem hervorragenden Objekt, um die Einwirkung von stellaren Winden auf die Mutterwolke zu untersuchen, aus der ein junger Stern entsteht.”

Die erreichte Schärfe und Empfindlichkeit der ALMA-Beobachtungen hat es dem Team zusätzlich ermöglicht, eine unerwartete Ausströmungskomponente zu entdecken, die von einem masseärmeren Begleiter des jungen Sterns zu kommen scheint. Diese sekundäre Ausströmung wird fast im rechten Winkel zum Hauptobjekt beobachtet und scheint sich ein eigenes Loch aus der umgebenden Wolke zu graben.

„ALMA hat es möglich gemacht, die Eigenschaften der beobachteten Jets viel besser zu untersuchen als in vorhergehenden Beobachtungsstudien. Dies zeigt, dass es sicherlich viele Überraschungen und faszinierende Entdeckungen mit der vollständigen Anlage geben wird. ALMA wird sicherlich das Forschungsgebiet der Sternentstehung revolutionieren!” schließt Arce.