Astronomen entdecken ein sich bildendes Viersternsystem

Kürzlich führte das internationale Team ALMA Survey of Orion Planck Galactic Cold Clumps (ALMASOP) unter der Leitung von Prof. Liu Tie vom Shanghai Astronomical Observatory (SHAO) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine hochauflösende Untersuchung an 72 dichten Kernen im Orion Giant Molecular durch Wolken (GMCs) mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) und entdeckte ein sich bildendes Vierfachsternsystem innerhalb eines Kerns. Das Ergebnis der ALMA-Beobachtung zeigte auch bandartige Staubstrukturen und komplizierte molekulare Ausflüsse.

Zuvor wurde in der Zeitschrift über ein weit voneinander entferntes Viersternsystem im Frühstadium berichtet Natur. Das in dieser neuen Studie entdeckte Viersternsystem, veröffentlicht in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefeweist eine stärkere Verdichtung zwischen den Mitgliedern und komplexere Sternentstehungsaktivitäten auf und bietet eine vielfältige Perspektive für das Verständnis der Entstehung von Mehrsternsystemen.

Es ist eine bekannte Tatsache, dass etwa die Hälfte der Sterne in der Galaxie in Systemen mit zwei oder mehr Sternen liegt. Das Wissen darüber, wie Mehrsternsysteme entstehen, ist für die Erstellung umfassender Theorien zur Sternen- und Planetenentstehung unerlässlich. Alle Sterne entstehen im dichtesten Gasbereich der Molekülwolke, dem „dichten Kern“.

Frühere Beobachtungen haben gezeigt, dass je mehr „Sternbabys“ sich in einem Sternsystem befinden, desto geringer ist der Anteil, den sie im Ganzen einnehmen. Bei Sternsystemen höherer Ordnung mit mehr als zwei Sternmitgliedern bleibt die Art und Weise, wie sie in dichten Kernen entstehen, aufgrund unzureichender Beobachtungen unklar.

Existierende Modelle deuten darauf hin, dass sich Mehrfachsternsysteme durch Fragmentierung eines Wolkenkerns in seiner frühen Entwicklung bilden. Um den Ursprung von Mehrsternsystemen zu erforschen, führte das ALMASOP-Team eine hochauflösende Untersuchung an 72 jungen und kalten Kernen in den Orion-GMCs durch. Wissenschaftler beobachteten die thermische Emission von Staub bei einer Wellenlänge von 1,3 mm. Sie entdeckten ein vierfaches protostellares System in G206.93-16.61E2, einem dichten kalten Kern, der sich 1.500 Lichtjahre von der Erde entfernt im GMC Orion B befindet. Das System besteht aus vier Mitgliedern: zwei Protosternen und zwei prästellaren Gaskondensationen, die in Zukunft auch Sterne mit geringer Masse bilden könnten.

Wissenschaftler fanden heraus, dass der größte Abstand der vier Mitglieder des Systems nur 1.000 astronomische Einheiten beträgt. „Die außergewöhnliche Kompaktheit und Nähe dieses Systems ist eine faszinierende Entdeckung. Die Analyse legt nahe, dass dieses System in Zukunft sehr wahrscheinlich ein gravitativ gebundenes Vierfachsternsystem bilden wird“, sagte Ph.D. Luo Qiuyi von SHAO und Erstautor der Studie. Wissenschaftler entdeckten außerdem mehrere bandartige längliche Strukturen in den Staubemissionen, die die vier Mitglieder fest miteinander verbinden und sich nach außen erstrecken.

Um die Rolle der Kontinuumsbänder herauszufinden, verglichen Wissenschaftler ein ähnliches Vierfachsystem in einer numerischen Simulation mit dem Beobachtungsergebnis. Sie zeigten, dass die sich erstreckenden Kontinuumsbänder als Fördertrichter fungieren können, indem sie Gasmaterialien von der äußeren Hülle/dem Kern zu den Protosternen transportieren und die neugeborenen Mitgliedssterne als Gasbrücken verbinden.

„Die Simulation unterstützt, dass diese Bänder als großräumige Akkretionsströme dienen können. Daher haben die beiden Gaskondensationen im System das Potenzial, einen Stern zu bilden, der auf der Speisung dieser Kontinuumsbänder beruht“, erklärte Prof. Liu. „Die Akkretionsströme könnten auch fragmentieren und weitere neue Sterne bilden.“

Darüber hinaus enthüllten die Beobachtungen komplizierte Gasausströme, die von den Protosternen im System angetrieben werden, möglicherweise aus einer Pole-on-Perspektive betrachtet. In der überfüllten Geburtsortumgebung gehen einige aus Akkretionsströmen zugeführte Materialien durch Abflüsse verloren, was sich auf die Entwicklung ihres Systems auswirken könnte.

„Wir haben keine Erklärung dafür, wie sich die Gasausströme ausbreiten, da sie möglicherweise mit Gasakkretionsprozessen von Systemmitgliedern verwickelt sind. Diese Studie beleuchtet die komplizierten Wechselwirkungen zwischen Mitgliedern in einem sich bildenden Sternsystem höherer Ordnung“, kommentierte Ph.D. Luo.

Diese Studie liefert überzeugende Beweise für die Bildung eines Vierfachsystems. Zukünftige Erkundungen mit ALMA versprechen, weitere Details zu enthüllen und so das Verständnis für die Entstehung mehrerer Sternsysteme zu verbessern.