Astronomen entdecken ein entstehendes Vierfach-Sternsystem
09/08/23 14:43
Wissenschaften eine gründliche Untersuchung von 72 dichten Kernen in den Riesenmolekülwolken (GMCs) im Orion-Nebel mithilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) durch. Bei dieser Untersuchung wurde ein Vierfachsternensystem entdeckt, das sich innerhalb eines Kerns im Entstehen befindet. Die Ergebnisse der ALMA-Beobachtungen zeigten außerdem bandförmige Staubstrukturen und komplexe molekulare Ausflüsse.
Bereits zuvor wurde über ein weit voneinander entferntes Vierfachsternensystem im Frühstadium in der Fachzeitschrift "Nature" berichtet. Das in dieser neuen Studie entdeckte Vierfachsternensystem, das in den "Astrophysical Journal Letters" veröffentlicht wurde, weist eine stärkere Verdichtung zwischen den Mitgliedern und komplexere Aktivitäten während der Sternenbildung auf. Dies bietet eine vielfältige Perspektive für das Verständnis der Entstehung von Mehrfachsternensystemen.
Es ist bekannt, dass etwa die Hälfte aller Sterne in der Galaxie in Systemen mit zwei oder mehr Sternen existiert. Das Verständnis, wie solche Mehrfachsternensysteme entstehen, ist von großer Bedeutung, um umfassende Theorien zur Entstehung von Sternen und Planeten zu entwickeln. Alle Sterne bilden sich in den dichtesten Gasregionen von Molekülwolken, die als "dichte Kerne" bezeichnet werden.
Frühere Beobachtungen haben gezeigt, dass je mehr "Sternbabys" ein Sternensystem besitzt, desto geringer ist der Anteil, den sie am Gesamtsystem ausmachen. Für Mehrfachsternensysteme mit mehr als zwei Mitgliedern ist aufgrund unzureichender Beobachtungen immer noch unklar, wie sie in den dichten Kernen entstehen.
Aktuelle Modelle legen nahe, dass Mehrfachsternensysteme durch die Fragmentierung eines Wolkenkerns in seiner frühen Entwicklungsphase entstehen. Um den Ursprung solcher Systeme zu erforschen, hat das ALMASOP-Team eine gründliche Untersuchung von 72 jungen und kalten Kernen in den Orion-GMCs durchgeführt. Die Forscher beobachteten die thermische Emission von Staub bei einer Wellenlänge von 1,3 mm. Dabei wurde ein Vierfach-Protosternensystem im Kern G206.93-16.61E2 entdeckt, einem dichten, kalten Kern im Orion B GMC, der sich 1.500 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Dieses System besteht aus vier Mitgliedern: zwei Protosternen und zwei vorkernigen Gasverdichtungen, aus denen möglicherweise zukünftig auch niederwertige Sterne entstehen können.
Die Forscher stellten fest, dass die größte Entfernung zwischen den vier Mitgliedern im System nur 1.000 astronomische Einheiten beträgt. "Die außergewöhnliche Kompaktheit und Nähe dieses Systems sind faszinierende Entdeckungen. Die Analyse legt nahe, dass dieses System in Zukunft höchstwahrscheinlich ein gravitativ gebundenes Vierfachsternensystem bilden wird", erklärte Ph.D. Luo Qiuyi vom SHAO, der Erstautor der Studie. Die Forscher entdeckten auch mehrere bandförmige, verlängerte Staubstrukturen, die die vier Mitglieder eng miteinander verbinden und nach außen erstrecken.
Um die Rolle der Kontinuumsbänder zu verstehen, verglichen die Forscher ein ähnliches Vierfachsystem in einer numerischen Simulation mit den Beobachtungsergebnissen. Dabei stellten sie fest, dass die sich erstreckenden Kontinuumsbänder als leitende Trichter dienen können, die Gasmaterial von der äußeren Hülle bzw. dem Kern zu den Protosternen transportieren und die neugeborenen Mitglieder als Gasbrücken verbinden.
"Die Simulation legt nahe, dass diese Bänder als großräumige Akkretionsströme fungieren können. Daher könnten die beiden Gasverdichtungen im System einen Stern bilden, der von der Zufuhr dieser Kontinuumsbänder abhängt", erklärte Prof. Liu. "Die Akkretionsströme könnten auch fragmentieren und weitere Sterne bilden."
Zusätzlich zeigten die Beobachtungen komplizierte Gasausflüsse, die von den Protosternen im System angetrieben werden und möglicherweise aus einer perspektivischen Ansicht von oben betrachtet werden können. In der überfüllten Umgebung, in der die Sterne geboren werden, gehen einige Materialien, die durch Akkretionsströme geliefert werden, durch Ausflüsse verloren, was Einfluss auf die Entwicklung des Systems haben könnte.
"Wir haben derzeit keine Erklärung dafür, wie sich die Gasausflüsse ausbreiten, da sie möglicherweise mit den Gasakkretionsprozessen der Systemmitglieder verflochten sind. Diese Studie betont die komplexen Wechselwirkungen zwischen den Mitgliedern in einem sich entwickelnden Mehrfachsternensystem", kommentierte Ph.D. Luo.
Diese Studie liefert überzeugende Beweise für die Bildung eines Vierfachsternensystems. Zukünftige Erkundungen mithilfe von ALMA versprechen, weitere Details aufzudecken und das Verständnis für den Entstehungsprozess von Mehrfachsternensystemen voranzutreiben.
