Am Rande unserer Galaxie wurde eine intensive Sternentstehungsaktivität beobachtet.

Am Rande unserer Galaxie, in einer galaktischen Umgebung, die sich stark von der unsrigen unterscheidet, beobachtete das James-Webb-Weltraumteleskop eine Region der Sternentstehung in noch nie dagewesenem Detail.

Digel 2s
Bild der Sternentstehungsregion in der Molekülwolke Digel Cloud 2S am Rande unserer Galaxie. Das Bild wurde mit den Instrumenten MIRI und NIRCam des James-Webb-Weltraumteleskops aufgenommen. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, M. Ressler (JPL).

Es gibt einen Zweig der astronomischen Forschung, den man als "evolutionäre Astronomie" bezeichnen könnte , um den bekannten Zweig der Psychologie zu paraphrasieren, der als "evolutionäre Psychologie" bekannt ist.

Psychologen untersuchen das menschliche Verhalten in verschiedenen Entwicklungsstadien und wie dieses Verhalten durch die Merkmale des sozialen Umfelds während der Entwicklung unterschiedlich beeinflusst werden kann.

In ähnlicher Weise gibt es einen Forschungsbereich in der Astronomie, der die Sternentstehung untersucht und wie diese durch die Merkmale der Umgebung, in der die Entstehung stattfindet, beeinflusst werden kann.

Wie sich Sterne bilden

Der Mechanismus der Sternentstehung ist universell, weist aber sehr unterschiedliche Merkmale auf, je nach dem Zeitpunkt der Entstehung im heutigen oder ursprünglichen Universum und den Merkmalen der Raumregion, in der der Entstehungsprozess stattfindet.

Die Zutaten für die Entstehung eines Sterns sind Gas und Staub. Diese Bestandteile sind in riesigen Molekülwolken in ausreichender Menge für den Sternentstehungsprozess vorhanden. Gravitationsinstabilitäten innerhalb der Wolke bewirken einen Kollaps der Wolke oder eines Teils davon mit der Bildung von Fragmenten, von denen jedes nach einem weiteren Kollaps einen einzelnen Stern oder ein Mehrfachsystem, d. h. mehrere gravitativ aneinander gebundene Sterne, hervorbringt.

Umweltbedingungen

Wenn der Mechanismus universell ist, kann es mehrere Gründe geben, warum der Kollaps zu einem bestimmten Zeitpunkt beginnt. Innerhalb der Wolke können statistische Fluktuationen eine momentane Verdickung erzeugen, die einen Kollaps auslösen und damit den Sternentstehungsprozess in Gang setzen kann.

Außerhalb der Wolke kann die von einer Supernova-Explosion erzeugte Schockwelle die ersten Cluster erzeugen, die zum Gravitationskollaps führen.

Innerhalb der gleichen Entstehungsregion können die intensive Strahlung und die Winde, die von den massereichsten Sternen erzeugt werden , die Ursache sein.

Aber auch die Kollision zwischen zwei Galaxien schafft in der Regel die Voraussetzungen für eine intensive Bildungstätigkeit.

In verschiedenen Umgebungen kann es unterschiedliche Ursachen für den Beginn des Sternbildungsprozesses geben.

Verschiedene Umgebungen, insbesondere wenn sie sich in unterschiedlichen kosmologischen Entfernungen befinden, sind auch durch eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung gekennzeichnet. Dies spielt auch bei der Sternentstehung eine wichtige Rolle. Im sehr jungen Universum standen nur Wasserstoff und Helium als Bestandteile für die Sternentstehung zur Verfügung. Im heutigen Universum finden sich neben Wasserstoff und Helium auch Metalle und Staub als weitere Bestandteile.

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Vergleich zwischen einer früheren Aufnahme des Sternentstehungsgebiets in der Digel-Wolke 2S durch das Spitzer-Teleskop (links) und einer aktuellen James-Webb-Aufnahme (rechts). Kredit: N. Izumi et al., Astronomical Journal, 2024; Animation: E. Siegel.

Um den Entstehungsprozess besser zu verstehen, ist der Astronom daran interessiert, ihn in verschiedenen Umgebungen zu untersuchen, um die Unterschiede zu erkennen. Wir suchen und untersuchen Regionen der Sternentstehung in den frühesten Galaxien und allmählich auch in jüngeren Galaxien. Wir suchen nach Regionen der Sternentstehung in verschiedenen Umgebungen, in der Nähe von Supernovae oder in Regionen, in denen es zu Kollisionen zwischen Galaxien kommt.

Selbst in unserer eigenen Galaxie wird die Entstehung in der Nähe der Sonne, im Inneren der Spiralarme, die reich an Staub und Gas sind, aber auch in den äußersten Regionen untersucht.

Intensive Bildungsaktivität am Rande der Galaxie

Dank des Auflösungsvermögens des James-Webb-Teleskops und seiner Fähigkeit, durch Staub hindurchzuschauen und dabei das Infrarotband zu nutzen, konnten Astronomen die äußersten Regionen unserer Galaxie beobachten.

Hier entdeckten sie Regionen mit intensiver Sternentstehungsaktivität. Dies sind ganz andere Umgebungen als in der Nähe der Sonne.

Ein Forscherteam unter der Leitung des Astronomen Izumi Natsuko vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Academia Sinica (Taipeh, TW) veröffentlichte in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal die Ergebnisse von Untersuchungen, die auf jüngsten Beobachtungen der Molekülwolke Digel Cloud 2S basieren. Dabei handelt es sich um eine Wolke am Rande unserer Galaxie, in einer Umgebung, die sich stark von derjenigen unterscheidet, in der sich die Sonne befindet. Die Wolke war bereits bekannt und wurde in der Vergangenheit mit Teleskopen von der Erde und aus dem Weltraum beobachtet. Es war jedoch noch nie möglich, sehr detaillierte Bilder der in ihr vorhandenen Entstehungsregion zu erhalten.

Diese Ergebnisse bieten die Möglichkeit zu untersuchen, wie unterschiedliche Umgebungen, in diesem Fall arm an Staub und Metallen, den Entstehungsprozess beeinflussen.

Quellenhinweis:

- "Overview Results of JWST Observations of Star-forming Clusters in the Extreme Outer Galaxy", I. Natsuko et al. ApJ, 2024 - https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ad4e2e