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STERNE
Sternentstehung in anderen Galaxien
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Zürich
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28. Dezember 2020

Wie Sterne genau entstehen, ist nach wie vor eines der großen Rätsel der Astrophysik. In einer Studie wurden nun Beobachtungsdaten neu analysiert. Das Ergebnis: In nahegelegenen Galaxien bilden sich die Sterne typischerweise proportional zur Menge des dort vorhandenen Gases. Die Netto-Gaszufuhr aus kosmischen Entfernungen dürfte somit entscheidend für die Sternentstehung sein.

Simulation

Visualisierung des Gases in und um eine milchstraßenähnliche Galaxie (Mitte) im heutigen Universum, wie sie von einer kosmologischen Simulation des Autors vorhergesagt wird. Bild: Robert Feldmann UZH [Großansicht]

Sterne werden in dichten Wolken aus molekularem Wasserstoffgas geboren, das den interstellaren Raum der meisten Galaxien durchdringt. In den letzten Jahren hat sich das physikalische Verständnis dieses komplexen Prozesses erheblich verbessert. Was allerdings letztendlich der Auslöser für die Sternbildung in den Galaxien ist, bleibt bislang eine offene Frage.

Im Prinzip beeinflussen zwei Hauptfaktoren die Entstehung von Sternen: die Menge des in den Galaxien verfügbaren molekularen Gases und die Geschwindigkeit, mit der vorhandenes interstellares Gas in Sterne umgewandelt wird. Eine genaue Bestimmung dieser Hauptfaktoren, das Ziel zahlreicher Beobachtungen, ist daher von enormer Bedeutung. Allerdings ist die Analyse dieser Beobachtungen nicht einfach und gegenwärtige Studien weisen widersprüchliche Ergebnisse auf. Das liegt auch daran, dass sich Gasmassen in vielen Galaxien angesichts der derzeitigen Nachweisgrenzen nicht zuverlässig messen lassen.

In einer Studie des Instituts für Computergestützte Wissenschaften der Universität Zürich wurde nun ein neuer Ansatz gewählt: Die statistische Methode, die auf der Bayes'schen Modellierung basiert, kann Galaxien mit nicht erfassten Mengen an molekularem oder atomarem Wasserstoff korrekt und ohne Verzerrung der Daten in die Analyse einbeziehen.

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Das Ergebnis zeigt, dass molekulares und atomares Gas in typischen Galaxien innerhalb von einigen Milliarden Jahren für die Sternentstehung aufgebraucht wird. Bei extrem aktiven Galaxien – sogenannten Starburst-Galaxien, also Galaxien mit hoher Sternentstehungsrate – ergaben sich dagegen viel kürzere Zeitskalen. "Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Entstehung von Sternen tatsächlich direkt von der insgesamt vorhandenen Gasmasse abhängt", erläutert Robert Feldmann, Professor am Zentrum für Theoretische Astrophysik und Kosmologie der Universität Zürich. "Sterngeburten werden also von der Menge an Gas bestimmt, welche aus verschiedenen kosmischen Entfernungen in die Galaxie eintritt oder sie verlässt." Die um ein Vielfaches höhere Aktivität in Starbursts dagegen scheint einen anderen physikalischen Ursprung wie etwa intergalaktische Wechselwirkungen oder Instabilitäten in galaktischen Scheiben, zu haben.

Die vorliegende Analyse basiert auf Beobachtungsdaten von nahen Galaxien. Der Gasgehalt in weit entfernten Galaxien quer durch die kosmische Geschichte könnte mit dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array, dem Square Kilometer Array und anderen Observatorien untersucht werden. Daher ist es entscheidend, weitere statistische und datenwissenschaftliche Methoden zu entwickeln, um die physikalischen Prozesse in entfernten Galaxien exakt abbilden zu können. "Nur so werden die Geheimnisse der Entstehung von Sternen vollständig aufgedeckt", sagt Feldmann.

Über ihre Ergebnisse berichtet Feldmann in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Communications Physics erschienen ist.

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Sternentstehung in anderen Galaxien. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
SOFIA: Magnetische Gasströme und die Sternentstehung - 21. August 2020
NOEMA: Wie ein junger Doppelstern gefüttert wird - 7. August 2020
Radioastronomie: Eine Spiralgalaxie und ihr Magnetfeld - 22. Juli 2020
Links im WWW
Fachartikel in Communications Physics
Universität Zürich
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