Von Gasmasse abhängig

Rätsel um Sterngeburten in nahen Galaxien geknackt

Die Abbildung zeigt die Visualisierung des Gases in und um eine der Milchstraße ähnlich Galaxie (Bildmitte) im heutigen Universum, in einer kosmologischen Simulation.

(Bild: Universität Zürich/Robert Feldmann)

Wie Sterne genau entstehen, ist nach wie vor eines der großen Rätsel der Astrophysik. Schweizer Forscher sind den Prozessen bei der Geburt einer Sonne nun nähergekommen: Demnach bestimme die vorhandene Gasmenge in Galaxien, ob ein neuer Stern zu leuchten beginne, berichtet der Zürcher Wissenschaftler Robert Feldmann im Fachmagazin „Communications Physics“.

In groben Zügen ist Astronomen durchaus bekannt, wie ein neuer Stern aus Gas und Staub geboren wird: Die molekularen Wolken kollabieren unter ihrer eigenen Schwerkraft und komprimieren die Materie dadurch immer mehr. Ab einem gewissen Zeitpunkt ist die Dichte so groß, dass Atome verschmelzen und die Kernfusion einsetzt - der junge Stern beginnt zu leuchten.

Was allerdings letztendlich der Auslöser für die Sternbildung in den Galaxien ist, bleibt eine offene Frage, wie die Universität Zürich am Dienstag mitteilte. Ein Grund: Die derzeitigen Nachweisgrenzen verhindern eine genaue Messung von Gasmassen in vielen Galaxien.

Künstlerische Darstellung einer protoplanetaren Scheibe um einen jungen Stern

(Bild: ESO)

Die Zürcher Astrophysiker um Robert Feldmann von der Universität Zürich nutzten eine statistische Methode, um nahe Galaxien mit nicht erfassten Gasmengen in die Analysen miteinzubeziehen. Demnach verschlingen neue Sterne innerhalb von einer Milliarde Jahren das molekulare Gas und innerhalb von zehn Milliarden Jahren das atomare Gas in typischen Galaxien.

Sternentstehung hängt vom  Gasreservoir ab
„Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Entstehung von Sternen tatsächlich direkt von der insgesamt vorhandenen Gasmasse abhängt“, sagte Feldmann. „Sterngeburten werden also von der Menge an Gas bestimmt, die aus verschiedenen kosmischen Entfernungen in die Galaxie eintritt oder sie verlässt.“

Allerdings: Sogenannte Starburst-Galaxien, in denen wesentlich mehr neue Sterne entstehen, als für Galaxien dieser Größen typisch ist, verbrauchen die Materie viel schneller als ihre weniger aktiven Geschwister. Die Ursache der Sterngeburten scheinen hier auf einem anderen Phänomen zu beruhen, etwa intergalaktische Wechselwirkungen oder Instabilitäten in galaktischen Scheiben.

Mit neuen Observatorien ließe sich künftig vielleicht auch der Gasgehalt in weit entfernten Galaxien bestimmen. Die Zürcher Forscher möchten daher ihre Methoden verfeinern, um das Geheimnis der Sterngeburten ganz zu lüften.