Viele Faktoren können die Größe einer Gruppe begrenzen, einschließlich externer Faktoren, über die die Mitglieder keine Kontrolle haben. Astronomen haben jedoch herausgefunden, dass sich Gruppen von Sternen in bestimmten Umgebungen selbst regulieren können.
Eine neue Studie hat gezeigt, dass Sterne in einem Haufen „Selbstkontrolle“ haben, was bedeutet, dass sie nur eine begrenzte Anzahl von Sternen wachsen lassen, bevor die größten und hellsten Mitglieder das meiste Gas aus dem System ausstoßen. Dieser Prozess sollte die Geburt neuer Sterne drastisch verlangsamen, was besser mit den Vorhersagen der Astronomen darüber übereinstimmen würde, wie schnell sich Sterne in Haufen bilden. Ein Artikel, der diese Ergebnisse beschreibt, erschien in der Ausgabe vom 20. August Das Astrophysikalische Journal und ist online verfügbar.
Diese Studie kombiniert Daten von mehreren Teleskopen, darunter das Chandra X-ray Observatory der NASA, das inzwischen stillgelegte Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) der NASA, das APEX-Teleskop (Atacama Pathfinder EXPerment) und das stillgelegte Herschel-Teleskop der ESA (European Space Agency).
Das Ziel der Beobachtungen war RCW 36, eine große Gaswolke namens HII-Region (ausgesprochen „H-zwei“), die hauptsächlich aus Wasserstoffatomen besteht, die ionisiert wurden – das heißt, ihrer Elektronen beraubt. Dieser Sternentstehungskomplex befindet sich in der Milchstraße, etwa 2.900 Lichtjahre von der Erde entfernt. Infrarotdaten von Herschel sind in Rot, Orange und Grün dargestellt, Röntgendaten in Blau und Punktquellen in Weiß. Norden ist 32 Grad links von der Vertikalen.
RCW 36 enthält einen Haufen junger Sterne und zwei Hohlräume – oder Hohlräume – die aus dem ionisierten Wasserstoffgas geschnitzt wurden und sich in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Es gibt auch einen Gasring, der sich um den Cluster zwischen den Hohlräumen wickelt und eine Taille um die sanduhrförmigen Hohlräume bildet. Diese Funktionen sind im Bild gekennzeichnet.
Heißes Gas mit einer Temperatur von etwa zwei Millionen Kelvin (3,6 Millionen Grad Fahrenheit), das in Röntgenstrahlen strahlt, die von Chandra entdeckt wurden, konzentriert sich in der Nähe des Zentrums von RCW 36, in der Nähe der beiden heißesten und massereichsten Sterne im Haufen. Diese Sterne sind eine Hauptquelle des heißen Gases. Eine große Menge des restlichen heißen Gases befindet sich außerhalb der Hohlräume, nachdem es durch die Grenzen der Hohlräume ausgetreten ist. Die SOFIA- und APEX-Daten zeigen, dass der Ring kühles, dichtes Gas enthält (mit typischen Temperaturen von 15 bis 25 Kelvin oder etwa -430 bis -410 Grad Fahrenheit) und sich mit 2.000 bis 4.000 Meilen pro Stunde ausdehnt.
Die SOFIA-Daten zeigen, dass sich am Umfang beider Hohlräume Hüllen aus kühlem Gas befinden, die sich mit etwa 10.000 Meilen pro Stunde ausdehnen und wahrscheinlich durch den Druck des mit Chandra beobachteten heißen Gases nach außen getrieben werden. Das heiße Gas und die Strahlung von Sternen im Haufen haben auch noch größere Hohlräume um RCW 36 freigelegt und eine russische Puppenstruktur gebildet. Diese Merkmale sind in einem Herschel-Bild gekennzeichnet, das einen größeren Bereich abdeckt und das auch das Chandra-Sichtfeld und die anderen hier beschriebenen Strukturen zeigt. Die Intensitätsstufen in diesem Bild wurden angepasst, um die größeren Hohlräume so klar wie möglich zu zeigen, wodurch ein Großteil der inneren Regionen in der Nähe der RCW 36-Hohlräume gesättigt wird. Norden ist in diesem Bild vertikal.
Die Forscher sehen in den SOFIA-Daten auch Beweise dafür, dass etwas kühles Gas um den Ring herum von RCW 36 mit noch höheren Geschwindigkeiten von etwa 30.000 Meilen pro Stunde ausgestoßen wird, wobei das Äquivalent von 170 Erdmassen pro Jahr ausgestoßen wird.
Die Expansionsgeschwindigkeiten der verschiedenen hier beschriebenen Strukturen und die Massenauswurfrate zeigen, dass das meiste kühle Gas innerhalb von etwa drei Lichtjahren um das Zentrum der HII-Region in 1 bis 2 Millionen Jahren ausgestoßen werden kann. Dadurch wird das Rohmaterial beseitigt, das zur Bildung von Sternen benötigt wird, und ihre weitere Geburt in der Region unterdrückt. Astronomen nennen diesen Prozess, bei dem Sterne sich selbst regulieren können, „stellares Feedback“. Ergebnisse wie diese helfen uns, die Rolle der stellaren Rückkopplung im Sternentstehungsprozess zu verstehen.
Mehr Informationen:
L. Bonne et al, The SOFIA FEEDBACK Legacy Survey Dynamics and Mass Ejection in the Bipolar H ii Region RCW 36, Das Astrophysikalische Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-4357/ac8052