Kritische Dichte für die Sternentstehung

Erst wenn die Dichte in einer kosmischen Gaswolke fünftausend Wasserstoffmoleküle pro Kubikzentimeter überschreitet, können sich in ihr neue Sterne bilden. Das zeigen Beobachtungen und Computersimulationen eines internationalen Forschertrios. Der Grenzwert ist damit kleiner als bislang aufgrund theoretischer Annahmen vermutet. Mit der neuen Methode könne man künftig besser vorhersagen, wie viele Sterne in den dichten Molekülwolken unserer Milchstraße und anderer Galaxien entstehen, so die Astronomen im Fachblatt „Science“.

Dichteverteilung in kosmischen Gaswolken

„Die Entstehung von Sternen bestimmt entscheidend darüber, wie Galaxien aussehen und wie sie sich entwickeln“, erläutern Jouni Kainulainen vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und seine Kollegen. Die Entstehungsrate hänge dabei davon ab, wie die Gaswolken in ihrem Inneren aufgebaut sind, wie stark also die Materiedichte dort schwankt und wie sich diese Dichteschwankungen verteilen. Diese innere Struktur der Gaswolken war bislang jedoch der direkten Beobachtung nicht zugänglich.

Kainulainen und seine Kollegen haben nun eine Methode entwickelt, die Dichtestruktur aus Beobachtungen zu bestimmen. Dazu haben die Astronomen das Licht ferner Sterne untersucht, das durch die Gaswolken hindurchscheint. Je mehr Materie das Licht auf seinem Weg durchqueren muss, desto stärker wird es abgeschwächt. Aus der Messung dieser Abschwächung bei Zehntausenden von Sternen hinter 16 Molekülwolken in Entfernungen von bis zu 850 Lichtjahren Entfernung konnten die Wissenschaftler die Dichte Struktur dieser Wolken rekonstruieren.

Diese Informationen verglichen die drei Astronomen dann mit der Verteilung der jungen Sterne, die erst in astronomisch jüngster Zeit in den Wolken entstanden waren. „So konnten wir erstmals aus Beobachtungen der Wolkenstruktur einen kritischen Dichtewert für die Sternentstehung bestimmen“, sagt Kainulainen. „Unsere Ergebnisse erlauben es den Astronomen künftig, Sternentstehungsraten für viele Gaswolken zu bestimmen, bei denen dies bislang nicht möglich war – sowohl in unserer Milchstraße als auch in anderen Galaxien.“