Alle frischgebackenen Eltern kennen die Kälteangst, die sie befällt, wenn ihr Baby zum ersten Mal niest. Dies ist der Zeitpunkt, an dem Ihnen wahrscheinlich irrational eine Litanei möglicher Probleme und Krankheiten durch den Kopf geht. Forscher wissen jetzt, dass Babystars „niesen“, aber dieses unendlich stärkere postnatale Niesen setzt Gas, Staub und magnetische Energie frei. Mit anderen Worten: Sie sind für den Kosmos eher hilfreich als belastend.
Diese Eruptionen sogenannter „Protosterne“ sind tatsächlich ein wesentlicher Teil der Sternentwicklung und können Wissenschaftlern viel über die Entwicklung dieses Sternkörpers verraten und vielleicht sogar darüber, ob er eines Tages von Planeten umgeben sein wird. Stellen Sie sich ein niesendes Baby vor und seine Eltern wissen, dass es eines Tages Architekt werden wird.
Stellare Niesen wurden von einem Team von Wissenschaftlern der Kyushu-Universität in Japan entdeckt, die mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) die Gas- und Staubscheiben untersuchten, die entstehende Sterne umgeben, um Planeten hervorzubringen. Diese Scheiben werden „protostellare Scheiben“ genannt.
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Niesen in Sternenkrippen
Alle Sterne entstehen, wenn Bereiche dichter, kalter Materie zu massiven Wolken aus interstellarem Gas und Staub zusammenkommen. Diese Cluster sammeln Masse und kollabieren schließlich, wodurch Protosterne entstehen, die von einer protostellaren Materialscheibe umgeben sind.
Protosterne sammeln weiterhin Masse an, während sie noch mehr Material aus ihrer Umgebung aufsaugen – und das so lange, bis der Druck in ihren Kernen ausreicht, um die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium auszulösen. Dieser Prozess definiert einen eigenständigen Hauptreihenstern wie die Sonne. Vor etwa 4,6 Milliarden Jahren hätte unser eigener Stern diesen Geburts- und Wachstumsprozess durchlaufen. Es gibt jedoch ein Problem.
Die Magnetfelder dieser entstehenden Systeme sind viel größer als die von Protosternen.
„Diese Strukturen werden ständig von Magnetfeldern durchdrungen, was zu einem magnetischen Fluss führt“, sagte Teamleiter und Wissenschaftler der Kyushu-Universität Kazui Tokada in einer Erklärung. „Wenn jedoch der gesamte magnetische Fluss bei der Entwicklung des Sterns erhalten bliebe, würde er Magnetfelder erzeugen, die mehrere Größenordnungen stärker sind als die, die bei jedem bekannten Protostern beobachtet werden.“
Das bedeutet, dass magnetische Energie irgendwie exorziert werden muss, und so wie menschliches Niesen unsere Nase, Atemwege und Körper schützt, indem es unerwünschte Partikel entfernt, entfernt dieses stellare Niesen unerwünschte Energie und trägt so dazu bei, dass ein Stern leichter wächst.
Tokada und seine Kollegen wollten den Mechanismus hinter dieser Unterdrückung des Magnetflusses herausfinden. Zu diesem Zweck fokussierten sie das ALMA-Array aus 66 Radioteleskopen in der Atacama-Region im Norden Chiles auf MC 27, eine Sternentstehungsstation, die sich etwa 450 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet.
Dies überraschte das Team in Form von „spitzenartigen“ Strukturen, die sich um ein Vielfaches über den durchschnittlichen Abstand zwischen Sonne und Erde von der protostellaren Scheibe ausdehnen.
„Als wir tiefer gruben, stellten wir fest, dass es sich um Spitzen im magnetischen Fluss handelte und dass Staub und Gas ausgestoßen wurden“, sagte Tokuda. „Dies ist ein Phänomen namens ‚Austauschinstabilität‘, bei dem Instabilitäten im Magnetfeld mit den unterschiedlichen Dichten von Gasen in der protostellaren Scheibe reagieren, was zu einer Verdrängung des magnetischen Flusses nach außen führt.“
„Wir haben ihm den Spitznamen Baby-Star-Niesen gegeben, weil es uns daran erinnert, wenn wir Staub und Luft mit hoher Geschwindigkeit ausstoßen.“
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Das war noch nicht alles.
Wissenschaftler haben auch andere Spitzen entdeckt, die sich von der protostellaren Scheibe aus tausendfach über die Distanz zwischen Erde und Sonne erstrecken. Sie interessierten sich für sie als Beweis für Sternniesen, die bereits von entstehenden Sternen innerhalb von MC 27 ausgebrochen waren.
Das Team hofft, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft ihre Erkenntnisse nutzen wird, um die komplexen Prozesse bei der Sternentstehung besser zu verstehen.
„Ähnliche spitzenartige Strukturen wurden bei anderen jungen Sternen beobachtet, und dies wird zu einem immer häufigeren astronomischen Befund“, schließt Tokuda. „Durch die Untersuchung der Bedingungen, die zu diesem ‚Niesen‘ führen, hoffen wir, unser Verständnis darüber zu erweitern, wie Sterne und Planeten entstehen.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am 11. April im Astrophysical Journal veröffentlicht.