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Ein Sternenbaby in bunter Wiege

James-Webb-Teleskop zeigt leuchtende "Sanduhr" um einen frühen Protostern

kosmische Sanduhr
Aufnahme eines Protosterns in der Dunkelwolke L1527. © NASA/ESA/CSA, Joseph DePasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI)

So könnte auch unsere Sonne einst ausgesehen haben: Diese farbenprächtige Aufnahme des James-Webb-Weltraumteleskops zeigt die leuchtenden Gase und Staubwolken um einen Protostern – einem Sternenembryo, bei dem die Kernfusion noch nicht gezündet hat. Der Protostern selbst liegt in der „Taille“ der kosmischen Sanduhr und ist von einer nur von ihrer Schmalseite sichtbaren Akkretionsscheibe aus rotierendem Material umgeben.

Sterne entstehen, wenn eine kosmische Wolke aus Gas und Staub unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabiert. Die Materie im Zentrum wird dadurch so stark konzentriert, dass dort der molekulare Wasserstoff zu Atomen zerfällt. Es bildet sich ein Protostern. Dieser leuchtet zwar schon, ist aber noch zu massearm, um die Wasserstoff-Fusion zu zünden. Erst wenn dieser Sternenembryo weiteres Material angesogen hat, verdichtet er sich so weit, dass die Fusion beginnt und er zum Stern wird.

Ein heranwachsender Sternenembryo

Diese Aufnahme des James-Webb-Teleskops zeigt den Protostern L1527, einen erst rund 100.000 Jahre alten Sternenembryo in der rund 450 Lichtjahre entfernten Taurus-Molekülwolke. Er ist noch in seinen Kokon aus Gas und Staub eingehüllt und hat nicht seine endgültige Dichte und Masse erreicht – zurzeit hat er ungefähr 20 bis 40 Prozent der Masse unserer Sonne. Die Near-Infrared Camera (NIRCam) des Teleskops kann den Staubkokon durchdringen und zeigt den Protostern als hellen Fleck in der „Taille“ der farbenprächtigen „Sanduhr“ aus Gas und Staub.

Der Protostern der Klasse 0 ist zwar schon annähernd kugelförmig, aber seine Form ist noch instabil und er gleicht eher einem kleinen, sehr heißen und dichten Gasklumpen. Auch Leuchten kann dieser Protostern noch nicht aus eigener Kraft heraus. Denn seine Schwerkraft ist noch nicht groß genug, um in seinem Inneren die Wasserstoff-Fusion zu zünden. Er bezieht stattdessen den Großteil seiner Energie aus dem von ihm angezogenen Material.

Dieses um den Protostern kreisende Material bildet eine Akkretionsscheibe, deren Schmalseite hier im Bild als schmaler, dunkler Strich um den Protostern zu sehen ist. Diese Scheibe hat eine ähnliche Größe, wie sie auch die Urwolke unserer Sonne und des Sonnensystems hatte. Auch um den Stern L1527 könnten sich eines fernen Tages Planeten bilden.

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Schockfronten und stellare Rülpser

Die weit nach oben und unten ragende „Sanduhr“ aus heißem, im Infrarotlicht leuchtendem Material zeigt, wo von Ausbrüchen des Protosterns ausgeschleuderte Teilchen und Gase auf umgebendes Material treffen. Die Energie dieser Kollisionszonen heizt den Staub des protostellaren Kokons auf und erzeugt so die vom James-Webb-Teleskop detektierten Signale. Die verschiedenen Infrarotwellenlängen wurden in blaue und rötliche Farbtöne „übersetzt“. Blau erscheint die Sanduhr dort, wo der verhüllende Staub etwas dünner ist.

Im oberen Bereich der kosmischen „Sanduhr“ sind blasenförmige Gebilde zu erkennen, die von vergangenen „Rülpsern“ des Sternenembryos zeugen. Fadenförmige Gebilde stammen von Schockfronten aus heißem Wasserstoffgas.

Quelle: Space Telescope Science Institute

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