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Staub in der Galaxis

Molekülwolken als Sternenwiegen

Wenn wir in einer klaren Nacht in den Himmel blicken, sehen wir entlang des Bandes der Milchstraße dunkle, abgeschattete Gebiete. Das sind Wolken aus interstellarem Gas und Staub, die das Licht weiter entfernt liegender Sterne absorbieren. Schon 1755 machte sich der junge Philosoph Immanuel Kant Gedanken über die Entstehung von Sternen und Planeten durch Kondensation von Wolken aus Gas und Staub.

Der Trifidnebel © NASA/STScI

Eine Generation später arbeitete der bekannte französische Mathematiker und Astronom Pierre Simon Laplace die Theorie weiter aus, indem er wesentliche Teile mathematisch formulierte. Sterngeburten finden tief im Inneren dieser Dunkelwolken statt. Erst die Radioastronomie, deren Blütezeit nach dem Zweiten Weltkrieg begann, eröffnete ungeahnte Möglichkeiten. Radiostrahlung durchleuchtet nämlich, im Gegensatz zu sichtbarem Licht, auch dichteste interstellare Wolken fast ungehindert, so wie Röntgenstrahlung den menschlichen Körper.

Diese Sternentstehungswolken sind dünner als ein irdisches Hochvakuum, aber so riesig, dass ihre Masse ausreichen würde, um viele hundert Sterne entstehen zu lassen. Sie bestehen hauptsächlich aus Wasserstoffmolekülen und Staub. Deshalb werden sie »Molekülwolken« genannt. Da Wasserstoffmoleküle vom Erdboden aus nicht beobachtet werden können, behelfen sich die Astronomen, indem sie andere chemische Verbindungen, wie etwa Kohlenmonoxid beobachten, die den Wolken in geringen Spuren beigemischt sind. Seit den sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts ermöglicht es neben der Radiostrahlung auch die Infrarotstrahlung, die 1800 vom deutsch-englischen Astronomen Sir William Herschel entdeckt wurde, Objekte in oder hinter Dunkelwolken genauer zu beobachten.

Spiralgalaxie M83 © NASA/STScI

Molekülwolken bilden sich bevorzugt in den Spiralarmen unserer Galaxie. Dort sind »Staustellen« im allgemeinen Fluss der interstellaren Materie. Die damit einhergehende Dichteerhöhung hat unter anderem eine erhöhte Staub- und Molekülbildung in der interstellaren Materie zur Folge. Die entstandenen Gaswolken können einen Durchmesser von bis zu 100 Lichtjahren erreichen. Die Temperatur innerhalb der Wolken beträgt nur etwa zehn Grad über dem absoluten Nullpunkt.

Außerdem zeigen diese Wolken eine hochkomplexe Dichte und Geschwindigkeitsstruktur. Das molekulare Gas ist sehr inhomogen im Raum verteilt, hochgradig turbulent und bewegt sich mit Überschallgeschwindigkeit. Die typische Lebensdauer einer Molekülwolke beträgt nur etwa zehn Millionen Jahre. In kosmischen Maßstäben betrachtet ist dies sehr wenig. Der Prozess der Sternbildung in diesen Wolken muss also »schnell« ablaufen.

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Stand: 21.01.2005

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Im Kreißsaal der Sterne
Der Entstehung von Sternen auf der Spur

Staub in der Galaxis
Molekülwolken als Sternenwiegen

Magnetfelder oder Turbulenzen?
Auslöser der Sternenentstehung

Die Anfänge eines Sterns
Von der Sternenwiege zum Jungstern

Haufenweise Sternentstehung
Computer als Hilfsmittel der Astronomen

Sternenwiegen auf dem Bildschirn
Wie funktioniert eine Simulation der Sternenentstehung?

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