Astronomen haben kürzlich entdeckt, dass riesige Wolken aus molekularem Wasserstoff, dem Geburtsort von Sternen, zig Millionen Jahre leben können, obwohl einzelne Moleküle ständig zerstört und wieder zusammengesetzt werden. Diese neue Forschung trägt dazu bei, unser Gesamtbild darüber, wie Sterne geboren werden, entscheidend zu verstehen.
Um Sterne zu erzeugen, braucht man zuerst riesige Wolken aus molekularem Wasserstoffgas. Dies sind die Stauseen, die einen katastrophalen Einsturz erleiden können. Wenn dies geschieht, können Dutzende oder sogar Hunderte von Sternen gleichzeitig erscheinen. Ohne diese Gasreservoirs kann man keine Sterne machen, und deshalb interessieren sich Astronomen besonders dafür, wie sich diese Wolken verhalten. Die Entwicklung dieser Wolken innerhalb einer galaktischen Umgebung kann uns etwas über die Sternentstehungsgeschichte der Galaxie erzählen.
Jüngste Beobachtungen haben gezeigt, dass neue Sterne, die in einer riesigen Molekülwolke auftauchen, schnell Blasen um sich herum platzen lassen. Mit der verringerten Dichte von Molekülen, die diese Sterne umgeben, werden die verbleibenden Moleküle von ionisierender Strahlung bombardiert, wodurch der molekulare Wasserstoff in einen ionisierten Zustand zerlegt wird.
Aber andere Beobachtungen haben gezeigt, dass diese Riesenwolken unglaublich lange anhalten. Wie kann das sein, wenn neugeborene Sterne ständig ihre Elternwolken auseinanderreißen?
Ein Forscherteam wandte sich ausgeklügelten Computersimulationen zu, um die Frage zu beantworten. Sie simulierten einen Teil einer Galaxie und untersuchten das Verhalten von Molekülwolken, wenn sich in ihnen Sterne bildeten. Sie fanden heraus, dass ihre Simulationen mit Beobachtungen übereinstimmten: dass neugeborene Sterne eine Molekülwolke leicht auseinanderreißen können. Aber sie fanden auch einen ausgleichenden Faktor. Riesige Molekülwolken saugen ständig jeglichen umgebenden Wasserstoff auf, der zufällig in der Galaxie vorbeiwandert. Diese Akkumulation füllt den Wasserstoffvorrat der Wolke wieder auf.
Kredit: Universum heute
Die Forscher fanden heraus, dass einzelne Molekülwolken bis zu fast 100 Millionen Jahre alt werden können. Aber jedes einzelne Wasserstoffmolekül wird in dieser Wolke nur bis zu vier Millionen Jahre überleben, bevor es sich auflöst. Aber für jedes Molekül, das verdunstet, gelangt ein neues in die Wolke und hält alles im Gleichgewicht. Solange eine Wolke Material ansammeln kann, wird sie weiterleben.
Diese Ergebnisse erklären, warum riesige Molekülwolken so lange leben können, obwohl ihre einzelnen Moleküle verschwinden. Und da diese riesigen Molekülwolken die Geburtsstätten von Sternen sind, trägt diese Forschung dazu bei, ein Bild davon zu zeichnen, wie Galaxien Milliarden von Jahren lang Sterne produzieren können.
Die Forschung wird auf der veröffentlicht arXiv Preprint-Server.
Mehr Informationen:
Sarah MR Jeffreson et al, Clouds of Theseus: Langlebige Molekülwolken bestehen aus kurzlebigen H2-Molekülen, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2301.10251