von
Die Arbeit ist das erste wissenschaftliche Ergebnis des Projekts "NeAtHood". Ziel dieses internationalen, von Forschern der Universität Wien geleiteten und vom Wissenschaftsfonds FWF finanzierten Vorhabens ist die Kartierung des atomaren Wasserstoffs in nahe gelegenen Sternentstehungsgebieten. Wasserstoff ist das häufigste Atom in der Milchstraße. Wie genau diese Wasserstoffatome zu Wolken kondensieren, die dann kollabieren, um Sterne und Planeten zu bilden, ist noch weitgehend unklar.
Für optische Teleskope ist der atomare Wasserstoff unsichtbar. Allerdings sendet er Radiowellen mit einer Wellenlänge von 21 Zentimetern aus. Um solche langen Wellenlängen in hoher Auflösung zu beobachten, braucht es sehr große und spezialisierte Instrumente. Für die Erstellung der bisher schärfsten Karten des neutralen atomaren Wasserstoffs im Orionnebel hat ein internationales Team um Juan Diego Soler vom Institut für Astrophysik der Universität Wien Beobachtungen von zwei der weltweit leistungsstärksten Radioteleskopen in den USA und in China kombiniert.
"Der Orionnebel ist von großen Blasen aus atomarem Wasserstoff umgeben - und möglicherweise auch durch diese entstanden", erklärte Soler gegenüber der APA. Die bekannteste dieser Blasen, der ausgedehnte Orionnebel selbst, werde vermutlich durch Strahlung und Sternenwinde der jungen, massereichen Sterne in ihrem Zentrum aufgeblasen, wurde jedoch bisher noch nicht mit hoher Auflösung beobachtet. Die neuen Wasserstoffkarten zeigen nun ein komplexes Bild: Offenbar gibt es eine zweite expandierende Hohlstruktur innerhalb der Haupthülle. Zudem zeigte sich eine langgestreckte Auswölbung aus atomarem Gas, die sich rund vier Lichtjahre aus der Blase hinaus erstreckt.
Die Wissenschafterinnen und Wissenschafter gehen aufgrund dieser Strukturen davon aus, dass der Orionnebel nicht durch ein einzelnes Ereignis ausgehend von einer einzigen Quelle entstanden ist. Vielmehr dürfte der Nebel durch mehrere Episoden stellarer Rückkoppelungsprozesse - vor allem Sternenwinde, also Materie, die von Sternen mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen wird - geformt worden sein, die jeweils ihre Spuren im umgebenden Gas hinterlassen haben und sich im Laufe der Zeit zu der nun beobachteten komplexen Struktur überlagert haben.
Die Beobachtungen brachten noch eine weitere Überraschung: Ging man aufgrund früherer Studien davon aus, dass die Wasserstoffhülle des Orionnebels etwa die tausendfache Sonnenmasse enthält, deutet die aktuelle Studie hingegen auf eine nahezu zehnmal geringere Masse hin. Die Diskrepanz erklärt Soler mit den anderen Markern, die früher verwendet wurden, um die Masse zu bestimmen: Dabei wurde ionisierter Kohlenstoff gemessen, "der zwar gut mit neutralen Wasserstoffatomen vermischt ist, aber lediglich als Näherungswert für deren Verteilung dient".
Die Masse genau zu kennen, sei aber grundlegend. Denn sie bestimme, wie effizient entstehende und bestehende Sterne ihre Umgebung umgestalten und wie die Energie aus Sternenwinden und Strahlung absorbiert und verteilt wird. Enthält die Hülle weniger Masse, dann bewegen die Sterne im Zentrum des Nebels nicht so viel Material wie bisher angenommen, was Auswirkungen auf die Entwicklungsgeschichte der Region hätte.
Die Beobachtungen stellen das derzeitige Verständnis der Sternenentstehung infrage, erklärte Co-Autor Daniel Seifried von der Universität Köln. Das Verständnis darüber, wie Gaswolken zu Sternen kollabieren, wie diese Sterne dann auf ihre Umgebung wirken und dies die weitere Sternentstehung beeinflusst, ist auch entscheidend für die Modellierung und Simulation dieser Prozesse.
Für Soler ist jedenfalls "Orion nur der Anfang". Die im Rahmen der Studie neu entwickelten Methoden zeigen, wie man künftig "verborgene Strukturen und Dynamik des interstellaren Mediums aufdecken kann, selbst in Regionen, die Astronomen bereits als gut verstanden glaubten".
(SERVICE - Studie: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202659272 )
WIEN - ÖSTERREICH: FOTO: APA/APA/Uni Wien/Juan Soler
