Materiescheibe um junge Sterne wird durch Magnetfeld in Form gehalten Magnetfelder „mästen“ Sternen-Embryonen mit Materie - scinexx | Das Wissensmagazin
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Materiescheibe um junge Sterne wird durch Magnetfeld in Form gehalten

Magnetfelder „mästen“ Sternen-Embryonen mit Materie

Magnetfeld um den jungen massereichen Stern Cepheus A HW2 © Universität Bonn

Starke Magnetfelder spielen bei der Geburt massereicher Sterne eine wichtigere Rolle als bislang vermutet. Sie sorgen offenbar dafür, dass die Sternen-Embryonen stetig mit Materie versorgt werden. Das hat ein deutsch-niederländisches Astronomenteam jetzt mit Hilfe eines Teleskop-Netzwerks herausgefunden.

Als „massereich“ bezeichnet man Sterne, die mehr als das achtfache der Sonne wiegen. Sie sind relativ selten, beeinflussen aber aufgrund der starken Strahlungsfelder, die von ihnen ausgehen, die Entwicklung des Universums immens. So sorgen sie für die Entstehung anderer Sterne und Planeten. Ohne massereiche Sterne gäbe es zudem keine schweren Elemente wie Eisen und wohl auch kein Leben. Bis heute versteht man allerdings noch nicht, wie derartige Himmelskörper überhaupt entstehen können.

„Embryo“ in Sternenwiege Cepheus A

Gerade die Frage, welche Rolle Magnetkräfte dabei spielen, ist noch immer Thema hitziger Debatten. „Man weiß zwar, dass derartige Kräfte bei der Bildung leichterer Sterne am Werk sind“, erklärt Dr. Wouter Vlemmings vom Argelander-Institut für Astronomie der Uni Bonn. „Bei massereichen Sternen hat man dafür bislang jedoch keinerlei Anhaltspunkte gefunden.“ Bisher zumindest. Denn Vlemmings und seine Kollegen vom niederländischen JIVE-Institut haben nun eine 2.300 Lichtjahre entfernte Region namens Cepheus A genauer unter die Lupe genommen. Cepheus A ist eine der Geburtskliniken des Universums: Hier kommen regelmäßig neue Sterne zur Welt. Darunter ist auch der „Sternenembryo“ Cepheus A HW2, der nach Berechnungen zu einem massereichen Stern heranwachsen wird.

Nahrung für das Sternenkind

Die Astronomen konnten mit Hilfe einer neuen Methode erstmals eine Art 3D-Karte des Magnetfeldes um Cepheus A HW2 erstellen. Dabei zeigte sich, dass dieses Feld erstaunlich regelmäßig und stark ist. Wahrscheinlich kontrolliert es, wie Materie von einer Scheibe aus Gas und Staub um Cepheus A HW2 zum wachsenden Sternenembryo gelangt. Das Feld versorgt das Sternenkind also gewissermaßen mit ausreichend Nahrung, so dass aus ihm ein massereicher Stern werden kann. „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass bei der Entstehung massereicher und kleiner Sterne ähnliche Prozesse ablaufen“, erklärt Huib Jan van Langevelde, Direktor des Joint Institute for VLBI in Europe (JIVE).

„Maser“ verstärkt Mikrowellenstrahlung

Ein Teil der Materie um den Sternenembryo fungiert als ein so genannter „Maser“: Sie verstärkt Mikrowellenstrahlung, die von bestimmten Molekülen ausgeht – ganz ähnlich, wie es Laser mit Licht tun. Starke Magnetfelder hinterlassen in dieser Mikrowellenstrahlung eine Art Fingerabdruck. Dieser ist zwar sehr klein; durch den Verstärkungs-Effekt des Masers lässt er sich aber dennoch messen.

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Die Astronomen untersuchten für ihre Studie die Mikrowellenstrahlung, die von Methanolmolekülen ausgeht. Methanol ist der am einfachsten gebaute Alkohol und kommt in großen Mengen in der Umgebung von Cepheus A HW2 vor. Mit Hilfe des „Multi-Element Radio Linked Interferometer Network“ (MERLIN), einem Netzwerk von Radioteleskopen in Großbritannien, analysierten sie die Polarisation der Strahlung und konnten so die Ausrichtung und Stärke des Magnetfelds feststellen.

Es zeigte sich,dass das Feld die turbulenten Energien rund um den Protostern um den Faktor drei dominiert und damit stark genug ist, um die umgebende Materiescheibe zu stabilisieren. Die Ergebnisse werden in der Fachzeitschrift „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ erscheinen.

(Universität Bonn, 19.02.2010 – NPO)

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