Ein wandernder Stern stört die Sternentstehungsstätte

Aus einer verkleinerten, entfernten Ansicht erscheint die Sternentstehungswolke L483 normal. Aber als ein von der Northwestern University geführtes Team von Astrophysikern immer näher heranzoomte, wurden die Dinge immer seltsamer.

Als die Forscher näher in die Wolke spähten, bemerkten sie, dass ihr Magnetfeld merkwürdig verdreht war. Und dann – als sie einen neugeborenen Stern in der Wolke untersuchten – entdeckten sie einen versteckten Stern dahinter.

„Es ist im Grunde das Geschwister des Stars“, sagte Erin Cox von Northwestern, die die neue Studie leitete. „Wir glauben, dass sich diese Sterne weit voneinander entfernt gebildet haben und einer sich näher an den anderen heranbewegt hat, um einen Doppelstern zu bilden. Als der Stern näher an seinen Bruder heranrückte, veränderte er die Dynamik der Wolke, um ihr Magnetfeld zu verdrehen.“

Die neuen Erkenntnisse geben Einblick in die Entstehung von Doppelsternen und wie Magnetfelder die frühesten Stadien der Sternentstehung beeinflussen.

Cox wird diese Forschungsergebnisse auf dem 240. Treffen der American Astronomical Society (AAS) in Pasadena, Kalifornien, vorstellen. „The Twisted Magnetic Field of L483“ findet am Dienstag, den 14. Juni, als Teil einer Sitzung zu „Magnetic Fields and Galaxies“ statt. Das Astrophysikalische Journal wird die Studie ebenfalls veröffentlichen.

Cox ist Postdoktorand am Northwestern Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA).

Verdrehtes Geheimnis

Sternenkindergärten sind wilde und wundersame Orte. Wenn dichte Gas- und Staubwolken kollabieren und Sterne bilden, stoßen sie Sternmaterial mit Überschallgeschwindigkeit aus. Ein Magnetfeld, das eine sternbildende Wolke umgibt, ist typischerweise parallel zu diesen Ausflüssen. Als Cox und ihre Mitarbeiter die großräumige Wolke L483 beobachteten, entdeckten sie genau das. Das Magnetfeld entsprach diesem typischen Profil.

Doch dann entschieden sich die Astrophysiker, mit dem Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) der NASA genauer hinzuschauen, und da wurde es merkwürdig. Das Magnetfeld verlief tatsächlich nicht parallel zu den Ausflüssen der neugeborenen Sterne. Stattdessen wurde das Feld in einem 45-Grad-Winkel in Bezug auf die Abflüsse verdreht.

„Anfangs stimmte es mit dem überein, was die Theorie vorhersagt“, sagte Cox. „Wenn Sie einen magnetisierten Kollaps haben, dann steuert das Magnetfeld, wie sich der Stern bildet. Wir erwarten, diese Parallelität zu sehen. Aber die Theorie kann eines sagen, und Beobachtungen können etwas anderes sagen.“

Ungewöhnliche binäre Bildung

Obwohl weitere Beobachtungen erforderlich sind, glaubt Cox, dass ein zuvor verborgener Geschwisterstern für das verdrehte Feld verantwortlich sein könnte. Mithilfe von SOFIA entdeckte das Astrophysikteam einen neugeborenen Stern, der sich in einer Materialhülle bildete. Aber bei näherer Untersuchung mit Radioteleskopen am Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile entdeckten die Forscher den zweiten Stern, der dieselbe Sternhülle teilte.

„Diese Sterne sind noch jung und bilden sich noch“, sagte Cox. „Die Sternhülle liefert das Material, um die Sterne zu bilden. Es ähnelt dem Rollen eines Schneeballs im Schnee, um ihn größer und größer zu machen. Die jungen Sterne ‚rollen‘ in Material, um Masse aufzubauen.“

Etwa im gleichen Abstand wie unsere Sonne zu Pluto bilden die beiden jungen Sterne ein binäres System. Gegenwärtig sind sich Astrophysiker einig, dass Doppelsterne gebildet werden können, wenn Sternentstehungswolken groß genug sind, um zwei Sterne zu produzieren, oder wenn die Scheibe, die sich um einen jungen Stern dreht, teilweise zusammenbricht, um einen zweiten Stern zu bilden.

Aber für die Zwillingssterne in L483 vermutet Cox, dass etwas Ungewöhnliches im Spiel ist.

„Es gibt neuere Arbeiten, die darauf hindeuten, dass es möglich ist, dass sich zwei Sterne weit voneinander entfernt bilden und sich dann ein Stern nähert, um einen Doppelstern zu bilden“, sagte Cox. „Wir glauben, dass genau das hier passiert. Wir wissen nicht, warum sich ein Stern auf einen anderen zubewegt, aber wir glauben, dass der sich bewegende Stern die Dynamik des Systems verändert hat, um das Magnetfeld zu verdrehen.“

Cox glaubt, dass diese neue Arbeit letztlich neue Erkenntnisse darüber liefern könnte, wie Doppelsterne – und die Planeten, die sie umkreisen – entstehen. Die meisten Menschen kennen die kultige Szene aus „Star Wars“, in der Luke Skywalker sehnsüchtig zu den Doppelsternen aufblickt, die sein Heimatplanet Tatooine umkreist. Nun wissen Wissenschaftler, dass dieses Szenario nicht nur Science-Fiction ist; Planeten, die Doppelsterne umkreisen, könnten möglicherweise bewohnbare Welten sein.

„Zu lernen, wie Doppelsterne entstehen, ist spannend, weil Planeten- und Sternentstehung gleichzeitig stattfinden und Doppelsterne dynamisch miteinander interagieren“, sagte Cox. „In unserer Zählung von Exoplaneten wissen wir, dass Planeten um diese Doppelsterne herum existieren, aber wir wissen nicht viel darüber, wie sich diese Planeten von denen unterscheiden, die um isolierte Sterne herum leben. Mit neuen Instrumenten, die online gehen, um neue Doppelsternsysteme zu entdecken und zu untersuchen, Wir werden diese Ergebnisse mit einer statistischen Stichprobe testen können.“