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Sternentstehung: Ins Leben gewirbelt

Astronomen skizzieren in ihren Theorien ziemlich detailliert, wie aus riesigen Gasnebeln Sterne hervorgehen. Ob sich der Kosmos an die menschengemachten Regeln hält, ist eine andere Frage. Neue Beobachtungen unterstützen nun einen weiteren Aspekt der Geschichte.
Protoplanetare Scheiben
Um dem Universum seine Geheimnisse zu entlocken, müssen Astronomen mit dem Vorlieb nehmen, was sie mit ihren Teleskopen am Nachthimmel erspähen. Denn im Gegensatz zu anderen Wissenschaften sind die Geschehnisse im All schwerlich im Labor reproduzierbar. Dieser Nachteil wird immerhin durch die Fülle an Forschungsobjekten oft ausgeglichen: Sterne sind beispielsweise in allen Alters- und Gewichtsklassen zu finden und so lässt ihre Evolution Stück für Stück verfolgen.

Schnell war forschenden Theoretikern klar, dass die Sonnen ihr Leben der Gravitation verdanken müssen. Diese sorgt dafür, dass sich interstellare Gaswolken verdichten und schließlich zu einem kompakten Objekt kollabieren. Was plausibel klingt hat allerdings einen Haken: Je kleiner die Gaswolke wird, desto schneller dreht sich der werdende Stern und die ihn umgebenden Scheibe aus Gas und Staub, vergleichbar mit einem Eiskunstläufer, der während einer Pirouette seine ausgestreckten Arme an den Körper zieht. Um vollständig zusammenzuschrumpfen zu können, muss sich der Protostern zunächst eines Teils der Rotationsenergie entledigen.

Dabei sollte dem Magnetfeld des Sterns eine entscheidende Rolle zukommen: Durch die schnelle Rotation ordnen sich die magnetischen Feldlinien über große Distanzen in einer spiralförmigen Struktur an, in der Materie und damit Rotationsenergie vom Protostern wegtransportiert werden kann. Das passiert in zwei gerichteten Partikelstrahlen, die aus seiner Gas- und Staubscheibe ins All hinausschießen. Die doppelseitigen Auswürfe werden erzeugt und gebündelt, wenn Materie aus der rotierenden Scheibe angehoben und entlang der magnetischen Feldlinien beschleunigt wird.

Soweit zumindest die schwer überprüfbare Spekulation: Heutige Teleskope sind leider nicht im Stande, die innersten Regionen der Materiescheibe aufzulösen, irgendwo dort aber wird der Jet vermutlich ausgesandt. So blieb den Wissenschaftlern bislang nur die Möglichkeit, ihre Theorien beispielsweise anhand der beobachteten Akkretions- oder Auswurfrate mit praktischen Daten zu verfeinern.

Panoramablick | Diese detailreiche Sicht auf die turbulente Zentralregion des Carina-Nebels entstand aus 48 Einzelaufnahmen. Bizarre Strukturen aus Staub und Gas, in denen fortwährend neue Sterne entstehen, türmen sich in dem etwa 7500 Lichtjahre entfernten Emissionsnebel auf. In den roten Bereichen befindet sich Schwefel, in den grünen Wasserstoff und in den blauen Sauerstoff. Veröffentlicht wurden diese eindrucksvollen Aufnahmen pünktlich zum 17. Jahrestag des Weltraumteleskops, das am 24. April 1990 ins All startete.
Antonio Chrysostomou von der Universität von Hertfordshire und sein Team fügen nun einen weiteren Baustein in das bisherige Verständnis der Sternevolution: Sie konnten erstmals die spiralförmige Struktur des Magnetfelds nachweisen. Dafür nahmen sie das junge stellare Objekt HH 135-136 unter die Lupe, das fast 9000 Lichtjahre entfernt im Eta-Carinae-Nebel liegt.

Die ausgeworfene Materie ist auch in diesem Fall derart aufgeheizt, dass sie Strahlung aussendet. Darin schwingen die Lichtwellen, wie etwa ein Uhrpendel oder Wasserwellen, in einer bestimmten Ebene senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung. Dieses so genannte Polarisationsmuster des Lichts erfassten die Forscher um Chrysostomou und ließen darauf ihre Daten in Computermodelle einfließen. Um das beobachtete Muster zu erklären, muss das Magnetfeld entlang der Partikelstrahlen tatsächlich spiralförmig sein, berichten sie.

Wie es scheint, befolgt der Kosmos hier tatsächlich die ihm zugedachten Gesetze. Um ganz sicher zu gehen, dass es sich nicht nur um einen glücklichen Zufall handelt, sollen weitere Beobachtungen mit derselben Technik in Zukunft mehr Gewissheit über die Struktur des Magnetfelds schaffen – und damit den Erfolg der Theorie besiegeln.

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