Unregelmäßig geformte grüne Fläche vor blauem Hintergrund. Im Grünen liegen rote Punkte zum Teil dicht beieinander, die für Mehrlingsgeburten bei Sternen stehen.
© S. Li, MPIA / Daten: ALMA Observatory

Veröffentlichung in Nature Astronomy

Mehrlingsgeburt bei Sternen

Seit Langem geht die Forschung davon aus, dass massereiche Sterne als Zwillinge, Drillinge oder noch höhere Vielfachsysteme geboren werden. Jetzt konnte dies erstmals durch systematische Beobachtungen bestätigt werden. Die Studie, an der Astrophysiker:innen der UDE maßgeblich beteiligt waren, wurde soeben in Nature Astronomy veröffentlicht.

Massereiche Sterne, die mehr als das Achtfache der Masse unserer Sonne aufweisen, sind für die Astronomen aus mehreren Gründen besonders interessant: Aus ihnen entstehen Neutronensterne und Schwarze Löcher. Das umfasst auch diejenigen Schwarzen Löcher, die verschmelzen und große Mengen an Gravitationswellen aussenden. Außerdem sind massereiche Sterne sehr hell – bis zu einer Million Mal heller als unsere Sonne. Daher sind sie noch über große Entfernungen zu sehen, eine Reihe davon aus Sicht der Erde sogar in anderen Galaxien.

Bisher war die Sternentstehung unter diesen Umständen zwar theoretisch gut verstanden, aber es fehlte die systematische Bestätigung durch Beobachtungen. Die Möglichkeit dazu bietet seit den 2010er Jahren das ALMA-Observatorium in Chile, das bis zu 66 Radioantennen zu einem einzigen gigantischen Radioteleskop kombiniert. Hier konnte eine internationale Gruppe von Astronom:innen zwischen 2016 und 2019 dreißig vielversprechende massereiche Sternentstehungsregionen beobachten.

Die Auswertung dauerte mehrere Jahre: Jede einzelne Beobachtung liefert rund 800 GB an Daten, und die Bilder müssen aus den Beiträgen der verschiedenen beteiligten Antennen rekonstruiert werden. Das jetzt veröffentlichte Ergebnis basiert auf der Analyse einer der beobachteten Sternentstehungsregionen (G333.23–0.06), geleitet vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA). Das Team der Numerischen Astrophysik an der Universität Duisburg-Essen (UDE) trug zur Interpretation der Daten aus theoretischer Sicht bei – insbesondere zur Klärung der Frage, ob die erfassten Objekte in einer sogenannten zirkumstellaren Scheibe oder aus der Umgebungswolke heraus geboren worden sind.

In der beobachteten Region fanden die Forschenden die Frühstadien – also Gasverdichtungen, die sich zu Sternen weiterentwickeln sollten – von vier Doppelsternsystemen, dazu ein Dreifach-, ein Vierfach- und ein Fünffachsystem. Sie bestätigten damit die Rolle von Mehrlings-Geburten bei der Bildung massereicher Sterne. Nun arbeiten die Astronom:innen an einer ähnlichen Analyse für weitere massereichen Sternentstehungsgebiete. Ihr Ziel: Auch die Details der zeitlichen Entwicklung wollen sie so klären.


Im Bild: Falschfarbenbild der massereichen Sternentstehungsregion G333.23–0.06 aus Beobachtungsdaten des ALMA-Observatoriums. Die kleineren Bilder zeigen Regionen, in denen die Forschenden Mehrfachsysteme von Protosternen nachweisen konnten. Die Sternsymbole zeigen die Orte jedes der neu entstehenden Sterne an. Das Bild zeigt eine Region mit einer Größe von 0,62 mal 0,78 Lichtjahren.
 

Weitere Informationen:
https://www.mpia.de/aktuelles/wissenschaft/2024-02-multiplicity-starformation
Prof. Dr. Rolf Kuiper, Numerische Astrophysik, Tel. 0203/37 9-1684, rolf.kuiper@uni-due.de

Redaktion:
Dr. Markus Pössel, MPIA, Tel. 06221/528-261, poessel@mpia.de
Birte Vierjahn, UDE, Tel. 0203/37 9-2427, birte.vierjahn@uni-due.de

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