Die Geburtshelfer der Sterne

Magnetfelder bringen Molekülwolken dazu, sich zu verdichten und neue Sonnen zu produzieren

16. November 2011

Sterne und Planeten werden geboren, wenn riesige Wolken aus interstellarem Gas und Staub kollabieren. Was genau geschieht dabei in solchen kosmischen Kreißsälen? Welche Prozesse führen zum Kollaps? Forscher des Max-Planck-Instituts für Astronomie haben erstmals die großräumige Ausrichtung von Magnetfeldern innerhalb von riesigen Gas- und Staubwolken einer anderen Galaxie gemessen. Dabei fanden sie heraus, dass Magnetfelder offenbar eine Schlüsselrolle bei der Geburtsvorbereitung der Sterne spielen.

Beim Dreiecksnebel (M 33) blicken die Astronomen direkt von oben auf die Scheibe mit ihren Spiralarmen und können somit die Verteilung von Molekülwolken studieren. Die rosafarbenen Regionen enthalten neu geborene Sterne.

Am Anfang stehen Gas und Staub. Konzentriert in Molekülwolken, bilden sie das Reservoir für neue Sterne und Planeten. Die Wolken bestehen vor allem aus Wasserstoffmolekülen. Kartiert man die Verteilung solcher Wolken in einer Spiralgalaxie wie unserer Milchstraße, dann ergibt sich ein deutliches Muster: Die Wolken ordnen sich entlang der Spiralarme an.

Aber wie entstehen diese stellaren Kreißsäle? Was bringt Materie dazu, sich zu Wolken zusammenzuballen, die hundert oder sogar tausend Mal dichter sind als das umgebende interstellare Gas? Ein Kandidat für den Posten des Geburtshelfers sind die Magnetfelder einer Galaxie. Schon ein einfaches Experiment zeigt diese formende Kraft: Hält man einen Hufeisenmagneten unter eine Platte mit Eisenfeilspänen, so ordnen sich diese entlang der Magnetfeldlinien an.

Einige Forscher argumentieren, dass etwas Ähnliches bei den Molekülwolken passiert: Danach sollen die Magnetfelder einer Galaxie die Kondensation von interstellarer Materie lenken und ihnen eine Ordnung aufprägen, welche die Bildung dichterer Wolken und den weiteren Kollaps begünstigt. Einige Astronomen sehen das als Schlüssel zur Vorbereitung der Sternentstehung. Andere halten dagegen, dass der Gravitationseinfluss der Wolkenmaterie sowie turbulente Gasbewegungen im Wolkeninnern so stark sind, dass der Einfluss äußerer Magnetfelder keine wesentliche Rolle spielt.

In unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, lässt sich nur schwer überprüfen, welche der beiden Fraktionen richtig liegt: Wir sind mit unserem Sonnensystem im Innern der galaktischen Scheibe gefangen; die nötigen Beobachtungen würden jedoch am besten gelingen, könnte man von oben auf die Scheibe blicken.

Daher wählten Hua-bai Li und Thomas Henning vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Astronomie ein anderes Beobachtungsziel: die Triangulum-Galaxie (M 33), für kosmische Verhältnisse mit drei Millionen Lichtjahren Entfernung einer unserer nächsten galaktischen Nachbarn. Bei diesem auch Dreiecksnebel genannten Milchstraßensystem blickt der irdische Beobachter direkt von oben auf die Scheibe.

Mithilfe des Submillimeter Array (SMA), einem Verbundteleskop am Mauna Kea Observatory auf der gleichnamigen Insel Hawaiis, untersuchten Li und Henning spezifische Eigenschaften des Lichts, das uns von der Triangulum-Galaxie erreicht – Eigenschaften, die mit der Orientierung der Magnetfelder in der beobachteten Region zusammenhängen.

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