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Mittwoch, 28.09.2016
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Rätselhafte Infrarot-Signatur durch Sternenwind

Junges Sternensystem macht Ursachen für außergewöhnliches Verhalten erstmals sichtbar

Anzeichen für windiges Sternenwetter: Manche der sonnenähnlichen T-Tauri-Sterne fallen durch ungewöhnliche Infrarotstrahlung auf. US-Astronomen haben nun erstmals direkt beobachtet, was diese mysteriösen Abweichungen verursachen könnte: Winde, die das Material der protoplanetaren Scheibe durcheinander bringen. Vollständig gelöst ist das Rätsel allerdings noch nicht, wie die Forscher im "Astrophysical Journal" schreiben.
Künstlerische Darstellung des T-Tauri-Sterns AS 205 N mit protoplanetarer Scheibe.

Künstlerische Darstellung des T-Tauri-Sterns AS 205 N mit protoplanetarer Scheibe.

Sogenannte T-Tauri-Sterne ähneln unserer Sonne – allerdings in einem sehr frühen Stadium: Es handelt sich um junge, etwa mittelgroße Sterne, die von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben sind. Damit verfügen sie also über das nötige Material, um Gas- und Gesteinsplaneten zu bilden. Im sichtbaren Licht lassen sich diese Scheiben praktisch nicht beobachten. Im Infrarot- und Millimeter-Wellenlängen-bereich sieht das anders aus: "Das Material in der Scheibe eines T-Tauri-Sterns sendet normalerweise, aber nicht immer, Infrarotstrahlung mit einer vorhersagbaren Energieverteilung aus", erklärt Colette Salyk vom National Optical Astronomical Observatory (NOAO) im US-Bundesstaat Arizona.

Ausnahme-Stern mit merkwürdiger Signatur


"Manche T-Tauri-Sterne dagegen fallen aus der Reihe, indem sie Infrarotstrahlung auf unerwartete Weise ausstoßen," so Salyk. Diese ungewöhnlichen Infrarotsignaturen schreiben Astronomen besonderen Sternenwinden im Inneren der protoplanetaren Scheiben dieser Ausnahme-Sterne zu. Solche Winde waren bislang aber nur vorher gesagt und noch nie direkt beobachtet worden. Für die Entstehung von Planeten um die jungen Sterne hätten sie jedoch eine große Bedeutung: Das Gas für Jupiter-ähnliche Planeten könnte vollständig weggeblasen werden, oder Störungen der Scheibe könnten das komplette Planetenmaterial verschieben.

Salyk und ihre Kollegen haben nach einem Nachweis dieser Sternenwinde gesucht. Mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) Teleskop wurden sie fündig: 407 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Schlangenträger, liegt der T-Tauri-Stern AS 205 N. Er zeigt genau die merkwürdige Infrarotsignatur, die den Astronomen Rätsel aufgibt.


Kohlenmonoxid gibt neues Rätsel auf


Die außerordentliche Auflösung des ALMA-Teleskops machte es möglich, die Verteilung von Kohlenmonoxid (CO) um den Stern zu messen. CO ist ein ausgezeichneter Marker für molekulares Gas, welches Sterne und deren protoplanetarische Scheibe ausmacht. Diese Beobachtung bestätigten die Vorhersage: Das Gas verlässt in der Tat die Scheibe, ganz so als gäbe es den vermuteten Wind.

Allerdings tat sich sogleich das nächste Rätsel auf: Die Eigenschaften dieses Windes decken sich nicht völlig mit den Erwartungen der Astronomen. AS 205 N ist Teil eines Mehrfach-Sternsystems, mit einem Begleiter namens AS 205 S. Dieser ist wiederum selbst ein Doppelstern. Daher können die Astronomen noch nicht mit hundertprozentiger Sicherheit sagen, ob das Gas tatsächlich vom Wind fortgeblasen oder stattdessen vom Begleitstern angezogen wird.

"Wir hoffen, dass diese neuen ALMA-Beobachtungen uns helfen, den Wind besser zu verstehen", sagt Salyk. "Aber sie haben uns auch ein neues Rätsel aufgegeben: Sehen wir Winde, oder das Zusammenspiel mit dem Begleitstern?" Die Astronomen sind optimistisch: Weitere Beobachtungen von T-Tauri-Sternen, mit und ohne Begleiter, sollen Aufschluss über die rätselhaften Eigenschaften liefern.
(The Astrophysical Journal, 2014; arXiv: 1407.2652v1)
(National Radio Astronomy Observatory, 23.09.2014 - AKR)
 
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