Kosmische Kollisionen: SOFIA enträtselt die mysteriöse Bildung von Sternhaufen.

Die Sonne wurde, wie alle Sterne, in einer riesigen kalten Wolke aus molekularem Gas und Staub geboren. Es mag Dutzende oder sogar Hunderte von Sterngeschwistern gehabt haben – ein Sternhaufen – aber diese frühen Gefährten sind jetzt in unserer Milchstraße verstreut. Obwohl die Überreste dieses besonderen Schöpfungsereignisses längst verstreut sind, setzt sich der Prozess der Sternengeburt heute innerhalb unserer Galaxie und darüber hinaus fort. Sternhaufen werden in den Herzen optisch dunkler Wolken konzipiert, in denen die frühen Phasen der Entstehung historisch verborgen bleiben. Aber diese kalten, staubigen Wolken leuchten hell im Infrarot, so dass Teleskope wie das Stratosphärische Observatorium für Infrarotastronomie, SOFIA, beginnen können, diese lang gehegten Geheimnisse zu enthüllen.

Traditionelle Modelle behaupten, dass die Schwerkraft allein für die Bildung von Sternen und Sternhaufen verantwortlich sein kann. Neuere Beobachtungen deuten darauf hin, dass auch Magnetfelder, Turbulenzen oder beides beteiligt sind und den Entstehungsprozess sogar dominieren können. Aber was genau löst die Ereignisse aus, die zur Bildung von Sternhaufen führen?

Astronomen, die das Instrument von SOFIA, den Deutschen Empfänger für Astronomie bei Terahertz-Frequenzen, bekannt als GREAT, verwenden, haben neue Beweise dafür gefunden, dass sich Sternhaufen durch Kollisionen zwischen riesigen Molekülwolken bilden.

Die Ergebnisse wurden in den monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society veröffentlicht.

„Sterne werden durch Kernreaktionen angetrieben, die neue chemische Elemente erzeugen“, sagte Thomas Bisbas, ein Postdoc-Forscher an der University of Virginia, Charlottesville, Virginia, und der Hauptautor auf dem Papier, das diese neuen Ergebnisse beschreibt. „Die Existenz des Lebens auf der Erde ist das Produkt eines Sterns, der vor Milliarden von Jahren explodiert ist, aber wir wissen immer noch nicht, wie diese Sterne – einschließlich unserer eigenen Sonnenform – funktionieren.“

Die Forscher untersuchten die Verteilung und Bewegung von ionisiertem Kohlenstoff um eine molekulare Wolke, in der sich Sterne bilden können. Es scheint zwei verschiedene Komponenten von molekularem Gas zu geben, die mit Geschwindigkeiten von mehr als 20.000 Meilen pro Stunde aufeinander prallen. Die Verteilung und Geschwindigkeit der molekularen und ionisierten Gase stimmen mit Simulationen von Wolkenkollisionen überein, die darauf hindeuten, dass sich Sternhaufen bilden, wenn das Gas in der Stoßwelle komprimiert wird, die beim Zusammenstoß der Wolken entsteht.

„Diese Sternenbildungsmodelle sind schwer zu beurteilen“, sagte Jonathan Tan, Professor an der Chalmers University of Technology in Göteborg, Schweden, und der University of Virginia, und leitender Forscher auf dem Papier. „Wir befinden uns an einem faszinierenden Punkt im Projekt, an dem die Daten, die wir mit SOFIA erhalten, die Simulationen wirklich testen können.“

Obwohl es noch keinen wissenschaftlichen Konsens über den Mechanismus gibt, der für die Entstehung von Sternhaufen verantwortlich ist, haben diese SOFIA-Beobachtungen den Wissenschaftlern geholfen, einen wichtigen Schritt zur Lösung des Geheimnisses zu tun. Dieses Forschungsfeld bleibt ein aktives, und diese Daten liefern entscheidende Beweise für das Kollisionsmodell. Die Autoren erwarten, dass zukünftige Beobachtungen dieses Szenario testen werden, um festzustellen, ob der Prozess der Wolkenkollisionen einzigartig in dieser Region, weiter verbreitet oder sogar ein universeller Mechanismus für die Bildung von Sternhaufen ist.

„Unser nächster Schritt ist es, mit SOFIA eine größere Anzahl von Molekülwolken zu beobachten, die Sternhaufen bilden“, ergänzt Tan. „Nur dann können wir verstehen, wie gewöhnliche Wolkenkollisionen für die Auslösung der Sternengeburt in unserer Galaxie sind.“

SOFIA ist ein Boeing 747SP Jetliner, der so modifiziert wurde, dass er ein Teleskop mit 106 Zoll Durchmesser trägt.

Mehr Informationen:
Thomas G. Bisbas et al. Die Entstehung der Sternhaufenbildung wurde durch die Emission von[C ii] um eine Infrarot-Dunkelwolke herum aufgedeckt, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society: Briefe (2018). DOI: 10.1093/mnrasl/sly039

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