VLT: Robuste Staubscheiben im Galaxienzentrum - Max

VLT: Robuste Staubscheiben im Galaxienzentrum
7.Apr..2015 13:20
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Robuste Staubscheiben im Galaxienzentrum
Redaktion / idw / Pressemitteilungen der Universität Bonn und des MPIA
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30. März 2015
Astronomen haben um massereiche Sterne im galaktischen Zentrum Staubscheiben entdeckt. Bislang
waren sie davon ausgegangen, dass solche Strukturen dort wegen der intensiven Strahlung der Sterne
kaum längere Zeit existieren können. Nun spekulieren sie darüber, ob vielleicht sogar die Entstehung von
Planeten in dieser Umgebung möglich wäre.
Ein Forscherteam unter Federführung der Universität Bonn hat im Zentrum
der Milchstraße ein ungewöhnliches Phänomen entdeckt: In Haufen aus sehr
großen und heißen Sternen beobachteten sie jeweils rund 20 rotierende
Staub- und Gasscheiben, die die Sonnen umkreisen. Eigentlich dürften die
Scheiben dort gar nicht vorkommen, weil sie angesichts der herrschenden
UV-Strahlung binnen einer Million Jahre verdampfen sollten. Die
Wissenschaftler rätseln nun, wie die rotierenden Scheiben diese widrigen
Bedingungen überstehen.
Die Sternhaufen Arches- und
Quintuplet-Haufen im Zentrum
der Milchstraße: Die Wind- und
Strahlungskräfte der
massereichsten Sterne im
Quintuplet-Haufen haben eine Art
Höhle in die umgebenden
Gaswolken gefressen (im Bild
markiert). Auf ähnliche Weise
werden auch die Staubscheiben
um nahe Sterne in dieser
strahlungsreichen Umgebung
angegriffen. Bild: HST/Spitzer NASA, ESA, D. Q .Wang (UMass),
JPL, S. Stolovy (Spitzer Science
Center) [Gesamtansicht]
Beim Zentrum der Milchstraße handelt es sich um eine Art gewaltigen
stellaren Kreißsaal: Dort entstehen aus Materiewolken besonders viele
Sterne, die sich zu Haufen zusammenballen. "Quintuplet" und "Arches"
heißen zwei dieser Sternansammlungen, die in den vergangenen Jahren in
den Fokus eines Forscherteams unter Federführung der Universität Bonn
rückten. Beide Sternhaufen sind wenige Millionen Jahre jung und enthalten
Sterne mit mehr als 100 Sonnenmassen.
"Eigentlich sollte die enorme Strahlungsenergie dieser Riesen das
umgebende Gas- und Staub-Material ihrer kleineren Nachbarn binnen einer
Million Jahre verdampfen", erläutert Dr. Andrea Stolte vom ArgelanderInstitut für Astronomie der Universität Bonn. Doch mit dem Max-PlanckInstitut für Astronomie, dem Astronomischen Recheninstitut der Universität
Heidelberg und US-Kollegen aus Los Angeles, Honolulu, Dearborn und
Baltimore entdeckte die Wissenschaftlerin der Universität Bonn mehrere
rotierende Staubscheiben, die die Sterne im Quintuplet- und im ArchesSternhaufen umgeben.
"In einer solch aggressiven Umgebung haben wir keine zirkumstellaren
Scheiben erwartet, dennoch haben wir mehr als 20 Scheiben in jedem der
beiden Haufen beobachtet", sagt Stolte, die das Projekt koordinierte. Diese
überraschende Entdeckung widerspreche den gängigen Theorien und deute
darauf hin, dass es dort zu unbekannten Prozessen kommt.
"Unser Team hatte in der Vergangenheit kleinere Sternhaufen in gewöhnlichen Umgebungen untersucht, weiter
außen in der Scheibe unserer Galaxie, entlang der Spiralarme", erklärt Wolfgang Brandner vom Max-PlanckInstitut für Astronomie. "Wir hatten Staubscheiben um Sterne in diesen Haufen gefunden, und uns hat
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interessiert, ob solche Scheiben auch die extremeren Umgebungen in den heißen, dichten Sternhaufen nahe dem
Zentrum der Milchstraße überleben können."
Mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) in der chilenischen Atacamawüste und dem
Hubble-Weltraumteleskop konnten die Wissenschaftler das seltsame Phänomen beobachten. "Im Bereich des
sichtbaren Lichts könnten wir nicht durch die Staubansammlungen ins Zentrum der Milchstraße blicken", erklärt
Dr. Maryam Habibi. Jedoch gelang dies den Forschern, indem sie mit den beiden Teleskopen die Infrarotstrahlung
aus diesem Gebiet einfingen. Habibi hat im Rahmen des Projekts ihre Dissertation in der von der Deutschen
Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Emmy-Noether-Gruppe an der Universität Bonn abgeschlossen.
Die Wissenschaftler rätseln nun, wie es den rotierenden Scheiben gelingt, trotz des Höllenfeuers der Riesensterne
in ihrer unmittelbaren Nachbarschaft zu existieren. Aus Sicht der Astronomen kommen zwei Möglichkeiten in
Betracht: Entweder haben die kreiselnden Staub- und Gasscheiben wider Erwarten die Widerstandskraft, die dort
herrschenden unwirtlichen Bedingungen für mehrere Millionen Jahre zu überstehen.
Oder aber es gibt einen bislang unbeobachteten Mechanismus: In dem Maße, wie die Staub- und Gasscheiben
durch die UV-Strahlung verdampfen, könnten enge Nachbarn Material in die Scheibe ihres kleineren Begleiters
nachliefern. Stolte hält letztere Theorie für die wahrscheinlichere: "Wir kennen noch nicht alle Prozesse, die in
diesen dicht besiedelten Sternhaufen ablaufen, aber der in anderen jungen Gebieten häufig beobachtete
Massenfluss zwischen Doppelsternen könnte hierbei eine Rolle spielen."
Damit rückt ein weiteres Phänomen in den Mittelpunkt, das in diesen Zonen der Milchstraße bislang für
unmöglich gehalten wurde: Wenn dort trotz aggressivster Bedingungen Scheiben aus Staub und Gas vorkommen,
könnten auch Voraussetzungen herrschen, in denen neue Planeten entstehen. "Wenn genug Material vorhanden
ist – wer weiß?", fragt Stolte. Das ist aber noch Spekulation. Allerdings würde das Zentrum der Milchstraße genug
Entdeckungen bieten, um zu weiteren neuen und überraschenden Erkenntnissen in der Astronomie zu gelangen.
Über ihre Beobachtungen berichteten die Astronomen in der Wissenschaftszeitschrift Astronomy & Astrophysics.
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