Große Staubkörner streuen Infrarotstrahlung - und liefern so Informationen über die frühesten Phasen der Sternentstehung

Kernschein aus Infrarotstrahlung

Heidelberg - Die dichtesten Gebiete vieler großer Gaswolken - Regionen also, in denen Sterne entstehen - senden infrarote Strahlung aus. Das ist das Ergebnis systematischer Beobachtungen von 110 Sternentstehungsregionen mit dem Weltraumteleskop Spitzer, die ein internationales Forscherteam im Fachblatt "Science" präsentiert. Computersimulationen zeigen, dass große Staubkörner dieses "Kernschein" genannte Phänomen verursachen, indem sie die diffuse Infrarotstrahlung der Milchstraße streuen. Das neu entdeckte Phänomen liefert den Astronomen neue Einblicke in die Vorgänge bei der Entstehung von Sternen.

Jürgen Steinacker vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und seine Kollegen waren im Februar bei Untersuchungen der 360 Lichtjahre entfernten Molekülwolke L 183 im Sternbild Serpens Caput (Kopf der Schlange) erstmals auf die unerwartete Infrarotstrahlung gestoßen. Aufwändige Simulationen der Wechselwirkung von Strahlung und Materie hatten gezeigt, dass es sich beim Kernschein um gestreute Strahlung handeln muss: Die unsere Milchstraße durchflutende Infrarotstrahlung mittlerer Wellenlänge wird von Materie im Wolkeninneren absorbiert und in alle Richtungen wieder ausgesendet. Doch die bislang in den Wolken vermuteten Staubteilchen mit Größen um 0,1 Mikrometer können keine Mittelinfrarotstrahlung streuen. Erst als die Forscher bei ihren Simulationen rund zehnmal größere Teilchen verwendeten, konnten sie die Beobachtungsdaten erklären.

Jetzt berichten Steinacker und seine Kollegen von Nachfolgebeobachtungen an insgesamt 110 ähnlichen Gaswolken, die zwischen 300 und 1300 Lichtjahre von der Erde entfernt liegen. Die Untersuchungen zeigen, dass der Kernschein ein weit verbreitetes astronomisches Phänomen ist: Die Forscher konnten ihn in rund der Hälfte der untersuchten Wolken nachweisen und auch dort ist er jeweils mit den dichtesten Regionen verknüpft.

Schon jetzt lieferten die Beobachtungen neue Einblicke in das Innere der Geburtsstätten von Sternen. Das Vorhandensein von größeren Staubteilchen zeigt, dass diese Partikel bereits in der Anfangsphase des Wolkenkollapses verklumpen und anwachsen. Dieser Prozess gilt als erster Schritt zur Entstehung von Planeten. Interessant ist auch das Beispiel einer Region im südlichen Sternbild Vela ("Segel des Schiffs"), in deren Wolken sich kein Kernschein nachweisen ließ. Steinacker und seine Kollegen vermuten, dass dort Sternexplosionen die größeren Staubteilchen zerstört haben.