Eine von der Europäischen Südsternwarte veröffentlichte Aufnahme zeigt ein mehr als zehn Lichtjahre langes Filament aus interstellarem Staub, in dessen Innerem sich gerade neue Sterne bilden. Mit einer Entfernung von rund 450 Lichtjahren handelt es sich hier um eines der nächstgelegenen Sternentstehungsgebiete in unserer kosmischen Nachbarschaft.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESO.
(Bild: ESO, IAU, Sky & Telescope)
Etwa 450 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt befindet sich die im Sternbild Stier (lateinischer Name „Taurus“) gelegene Taurus-Molekülwolke. Eine am 15. Februar 2012 von der Europäischen Südsternwarte (ESO) veröffentlichte Aufnahme zeigt zwei Bereiche einer langgezogenen, filamentartigen Struktur im Inneren dieser Molekülwolke, welche von den Astronomen auch als „Barnard 211“ und „Barnard 213“ bezeichnet werden. Der Namensgeber dieser beiden Objekte war der US-amerikanische Astronom Edward Emerson Barnard, welcher Anfang des 20. Jahrhunderts einen Katalog der in unserer Galaxie befindlichen Dunkelwolken erstellte.
Als Dunkelwolken oder Dunkelnebel bezeichnen Astronomen ausgedehnte Wolken interstellarer Materie. Die winzigen Partikel, aus denen sich solche Materiewolken zusammensetzen, absorbieren sichtbares Licht und versperren dem irdischen Beobachter so den Blick auf die hinter den Wolken gelegenen Sterne und Galaxien. Dies hat zur Folge, dass die betreffenden Himmelsregionen im sichtbaren Licht als dunkle Gebiete erscheinen, welche weitestgehend frei von Sternen sind. Barnard konnte die Natur dieser dunklen Regionen am Nachthimmel zusammen mit dem deutschen Astronomen Maximilian Wolf entschlüsseln.
Die Taurus-Molekülwolke präsentiert sich im sichtbaren Licht als eine besonders dunkle Region, da in ihrer näheren Umgebung keine massereichen Sterne existieren. Wäre dies der Fall, so würden diese Sterne den Nebel zum Leuchten anregen, wie dies zum Beispiel bei dem im Sternbild Orion gelegenen Emissionsnebel M 42 – besser bekannt unter der Bezeichnung Orionnebel – der Fall ist.
Solche Wolken aus Gas und Staub stellen allerdings nicht nur ein Hindernis für die Beobachtung der dahinter liegenden astronomischen Objekte dar. Vielmehr handelt es sich bei ihnen auch um die Geburtsstätten neuer Sterne. Sobald die Molekülwolken unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren, teilen sie sich in verschiedene kleinere Fragmente auf. In diesen Fragmenten kann sich die Materie anschließend immer weiter konzentrieren, bis das darin enthaltene Wasserstoffgas schließlich so weit komprimiert und aufgeheizt wird, dass die Fusion von Wasserstoff zu Helium, das sogenannte Wasserstoffbrennen, einsetzt und ein neuer Stern entsteht. Mit einer Entfernung von rund 450 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem handelt es sich bei der Taurus-Molekülwolke um eines der nächstgelegenen Sternentstehungsgebiete in unserer kosmischen Nachbarschaft.
(Bild: ESO, APEX (MPIfR, ESO, OSO), A. Hacar et al., Digitized Sky Survey 2, Acknowledgment: Davide De Martin)
Ein neu entstandener Stern ist allerdings zunächst noch von einem dichten Kokon aus Staub und Gas umgeben, welcher eine Beobachtung im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts unmöglich macht. Für die Beobachtung der im Inneren der Dunkelwolken ablaufenden Prozesse müssen Astronomen deshalb auf den Bereich der Millimeter- und Submillimeter-Wellenlängen ausweichen. Eines der Instrumente, welches dazu eingesetzt werden kann, ist die LABOCA-Kamera am Atacama Pathfinder Experiment (APEX), das sich auf dem 5.000 Meter über dem Meeresspiegel gelegenen Chajnantor-Plateau in den chilenischen Anden befindet.
Der obere rechte Bereich des hier gezeigten gewundenen Filaments wird als Barnard 211 bezeichnet. Bei dem untere linken Bereich handelt es sich um Barnard 213. Die gesamte Struktur verfügt über eine Ausdehnung von mehr als 10 Lichtjahren. Die Beobachtungsdaten der LABOCA-Kamera, welche die Wärmestrahlung der in der Wolke enthaltenen Staubpartikel wiedergeben, sind in diesem Bild in Orangetönen dargestellt und einer im sichtbaren Licht angefertigten Aufnahme überlagert, die den Sternenreichtum der gesamten Himmelsregion vermittelt.
Bei dem hellen Stern in der linken Bildhälfte handelt es sich um Phi Tauri, welcher über eine scheinbare Helligkeit von 4,97 mag verfügt. Links davon befindet sich – direkt am Bildrand nur zur Hälfte erkennbar – der Stern HD 27482. Beide Sterne liegen näher an der Erde als das Filament und stehen in keiner Verbindung zu der Dunkelwolke.
Die bisherigen Beobachtungen der Struktur haben gezeigt, dass sich Barnard 213 bereits in einzelne Fragmente geteilt und dabei dichte Kerne ausgebildet hat. Die drei hell leuchtenden Staubkonzentrationen sind ein Hinweis darauf, dass sich im Inneren der Kerne sogar bereits erste Sterne gebildet haben.
Barnard 211 dagegen befindet sich noch in einem früheren Entwicklungsstadium, bei dem erst noch der Kollaps und die anschließende Unterteilung in einzelne Fragmente erfolgen muss. Aber auch hier werden in Zukunft neue Sterne entstehen. Die Beobachtung dieser Himmelsregion eignet sich somit hervorragend, um weitere Erkenntnisse darüber zu erlangen, welche Rolle Dunkelwolken bei der Entstehung einer neuen Sternengeneration spielen.
(Bild: ESO, APEX (MPIfR, ESO, OSO), A. Hacar et al., Digitized Sky Survey 2, Acknowledgment: Davide De Martin)
Die hier kurz vorgestellten Beobachtungen wurden von einem Astronomenteam unter der Leitung von Alvaro Hacar vom Observatorio Astronómico Nacional-IGN durchgeführt. Bei dem 12 Meter durchmessenden APEX-Teleskop handelt es sich nicht nur um ein eigenständiges Beobachtungsinstrument, sondern vielmehr auch um einen technologischen Wegbereiter für das ALMA-Teleskop der Europäischen Südsternwarte, so die Abkürzung für das „Atacama Large Millimeter/submillimeter Array“. ALMA ist ein neuartiges Verbundteleskop, welches die ESO gegenwärtig in Zusammenarbeit mit verschiedenen internationalen Partnern auf dem Chajnantor-Plateau errichtet und betreibt.
Das APEX basiert auf dem Prototypen einer Antenne für das ALMA-Projekt, welches nach seiner Fertigstellung aus 54 solcher Antennen mit 12 Metern Durchmesser und zusätzlichen 12 Antennen mit 7 Metern Durchmesser bestehen wird. ALMA wird über ein ungleich höheres Auflösungsvermögen als das APEX verfügen. Allerdings wird dafür auch das Gesichtsfeld von ALMA deutlich kleiner ausfallen. Die beiden Teleskope werden sich daher nahezu perfekt ergänzen. APEX, so die Erwartung der Astronomen, wird viele interessante Beobachtungsziele entdecken, welche anschließend durch ALMA im Detail untersucht werden können.
Das APEX-Teleskop ist ein Gemeinschaftsprojekt des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR), des Weltraumobservatoriums Onsala (Onsala Space Observatory OSO) und der ESO, welche auch für den Betrieb des Teleskops verantwortlich ist. ALMA dagegen ist eine internationale Einrichtung, welche von verschiedenen Instituten aus Europa, Nordamerika und Ostasien in Zusammenarbeit mit der Republik Chile getragen wird. Bei der Entwicklung, dem Aufbau und dem Betrieb des Observatoriums ist die ESO zuständig für den europäischen Beitrag, das National Astronomical Observatory of Japan für den Beitrag Ostasiens und das National Radio Astronomy Observatory der USA für den nordamerikanischen Beitrag. Das Joint ALMA Observatory ist für die übergreifende Projektleitung – für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb – von ALMA zuständig.
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