ALMA
Wie junge Doppelsterne wachsen
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik
astronews.com
9. Oktober 2019

Mithilfe des Radioteleskopnetzwerks ALMA ist es Astronominnen und Astronomen gelungen, ein junges, noch wachsendes Doppelsternsystem in einem komplexen Netzwerk aus Gas- und Staubfilamenten zu beobachten. Sie erhielten so wichtige Informationen darüber, wie Doppelsternsysteme entstehen und sich entwickeln. So deuten die Daten auf einen zweistufigen Akkretionsprozess hin.

[BHB2007] 11, beobachtet mit ALMA. Das Proto-Doppelstern-System ist von Filamenten aus Staub umgeben, wobei der südliche (hellere) junge Stern mehr Material ansammelt. Bild: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Alves et al. [Großansicht]

 Sterne sind meist keine Einzelgänger: Die meisten von ihnen gehören Doppel- oder gar Mehrfachsystemen an. Und entsprechend oft kommt es zu "Mehrlingsgeburten". Eine solche haben Astronomen jetzt mit dem in der chilenischen Atacamawüste stationierten Teleskopverbund ALMA beobachtet – in einem Sternsystem namens [BHB2007] 11. Es ist das jüngste Mitglied einer kleinen Gruppe junger Sonnen im Barnard 59-Kern, einem Teil der als Pfeifennebel bekannten, ausgedehnten interstellaren Dunkelwolke.

Während früher nur eine Akkretionshülle um eine gemeinsame Scheibe zu erkennen war, zeigen die neuen Beobachtungen nun auch deren innere Struktur. "Wir sehen zwei kompakte Quellen, die wir als Materiescheiben um die beiden jungen Sterne interpretieren", sagt Teamleiter Felipe Alves vom Garchinger Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik. "Diese Scheiben haben jeweils eine Größe ähnlich dem Asteroidengürtel in unserem Sonnensystem, und ihr gegenseitiger Abstand beträgt etwa die 28-fache Distanz zwischen Erde und Sonne."

Beide Protosterne sind zudem von einer Scheibe mit einer Gesamtmasse von etwa 80 Jupitermassen umgeben – einem komplexen Netzwerk aus Staub, der in spiralförmigen Strukturen verteilt ist. Die Form der Filamente deutet auf die Bahnen von einfallendem Material hin, was zudem die Beobachtung von molekularen Emissionslinien bestätigt.

"Das ist ein wirklich wichtiges Ergebnis", sagt Paola Caselli, Direktorin am Max-Planck-Institut in Garching und Leiterin des Zentrums für Astrochemische Studien. "Wir haben nun endlich ein Bild von der Struktur um junge Doppelsterne und sehen insbesondere Filamente, die diese aus der gemeinsamen Scheibe speisen." Dies liefere wichtige Informationen, um die derzeitigen Modelle der Sternentstehung zu verbessern.

Die Astronomen halten die Filamente für Zuflüsse aus der ausgedehnten umliegenden Scheibe. Dabei wird der stellaren Scheibe um den weniger massereichen der beiden Protosterne mehr Materie zugeführt, was mit den theoretischen Vorhersagen übereinstimmt. Die geschätzte Akkretionsrate beträgt nur etwa 0,01 Jupitermassen pro Jahr; dieser Wert deckt sich mit den geschätzten Raten für andere protostellare Systeme.

Während die gemeinsame Scheibe die einzelnen Scheiben um jeden Protostern speist, wird in einem zweiten Prozess von jeder stellaren Scheibe Materie auf den jungen Stern in ihrem Zentrum übertragen. In diesem Fall ist die Akkretionsrate für den massereicheren Protostern höher; er sammelt also mehr Material an. "Wir erwarten, dass der zweistufige Prozess die Dynamik des Doppelsternsystems während seiner Akkretionsphase antreibt", sagt Alves. "Die gute Übereinstimmung dieser Beobachtungen mit der Theorie ist recht vielversprechend. Wir müssen aber mehr junge Doppelsternsysteme im Detail untersuchen, um Genaueres über die Bedingungen zu erfahren, die zu Mehrfachsternsystemen führen."

Über die Beobachtungen berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Science erschienen ist.