- Dragon Egg ist ein möglicher massiver Sternenembryo, der das Potenzial für die frühe Sternenbildung zeigt.
- Forscher untersuchen zwei Theorien: den Kollaps eines massiven Kerns oder das Wachstum kleinerer Samen durch Anziehung von Materie.
- Beobachtungen von C2c1a zeigen seine Struktur und das Fehlen signifikanter thermischer Gasausströmung.
- Derzeit ist die Masse von Dragon Egg und ob es bereits einen Protostern gebildet hat, ungewiss.
Ein möglicher massiver Sternenembryo weist auffällige Merkmale auf, darunter ein extrem kompaktes Zentrum, große Mengen an kaltem Gas und Staubreserven sowie das Fehlen signifikanter Anzeichen für Energieausströmung. Dieses als „Dragon Egg“ bezeichnete Objekt könnte uns eine seltene Perspektive bieten, um zu verstehen, wie massive Sterne zu entstehen beginnen. Die Forscher beschreiben es in ihrer Studie als „einen vielversprechenden kompakten Hochmassenkern-Kandidaten“. Dennoch können Astronomen nicht sicher bestimmen, wie viel Masse sich in seinem kleinen Kern konzentriert oder ob bereits ein Protostern gebildet wurde. Dies macht das Objekt besonders faszinierend, da Wissenschaftler weiterhin darüber diskutieren, wie Sterne mit einer Masse von mindestens dem Achtfachen der Sonne entstehen.
Zwei Theorien zur Sternenbildung
Eine Theorie besagt, dass zunächst ein massiver Kern entsteht, der dann zu einem Stern kollabiert; eine andere Theorie hingegen geht davon aus, dass kleinere Samen durch Anziehung von Materie aus der umgebenden Wolke wachsen. Durch die Offenlegung der möglichen Struktur eines Objekts in einem frühen Stadium trägt Dragon Egg dazu bei, dass Forscher diese konkurrierenden Theorien untersuchen.
Dragon Egg wurde als C2c1a klassifiziert und befindet sich in einer als Dragon Cloud bekannten infraroten Dunkelwolke, etwa 16.300 Lichtjahre von der Erde entfernt. Sein Mutterhaufen enthält etwa 1.061 Sonnenmassen, strahlt jedoch im Verhältnis zu seiner Masse relativ wenig Energie aus, was darauf hindeutet, dass es sich möglicherweise in einem frühen Stadium der Bildung massiver Sterne befindet. Frühe Beobachtungen zeigen, dass C2c1a 20 bis 30 Sonnenmassen enthält, aber es kann nicht bestimmt werden, wie stark diese Masse konzentriert ist oder ob bereits ein Protostern gebildet wurde. Um dies zu untersuchen, nutzte ein Team unter der Leitung von Ashley Thomas Barnes vom Europäischen Südsternwarte das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um die Region bei einer Wellenlänge von 1,3 Millimetern zu beobachten.
Die neuen Beobachtungsergebnisse haben sechs Komponenten aufgeschlüsselt: die hellste Quelle C2c1a(a), eine weitere signifikante Komponente C2c1b sowie vier dunklere Strukturen. Im Gegensatz zu den umliegenden Bereichen bleibt C2c1a(a) eine einzelne kompakte Quelle mit einem geschätzten Radius von etwa 87 astronomischen Einheiten (AE). Eine astronomische Einheit ist der durchschnittliche Abstand zwischen der Erde und der Sonne. Innerhalb der Beobachtungsauflösung von etwa 175 AE wurden keine kleineren Fragmente nachgewiesen.
„Die Region ist in mehrere Fragmente aufgeschlüsselt, aber die hellste Komponente C2c1a(a) bleibt bis etwa 175 AE eine einzelne kompakte Einheit“, fügen die Studienautoren hinzu. Die Temperatur der kompakten Quelle beträgt etwa 40 Kelvin, während die zuvor geschätzte Gastemperatur etwa 10 Kelvin betrug. Dieser Unterschied deutet auf einen starken Temperaturgradienten hin, wobei der innere Bereich wärmer ist und in kälterem Material eingebettet ist. Dennoch befindet sich die kompakte Quelle in einem größeren Reservoir, das etwa 110 Sonnenmassen an Gas und Staub enthält und sich über etwa 10.000 AE erstreckt.
Einige dieser Materialien könnten letztendlich dem sich entwickelnden Objekt zufließen, obwohl die Beobachtungen nicht bestimmen konnten, wie viel Material dies tun würde.
Die Bedeutung des Fehlens von Ausströmung
Die Forscher suchten nach möglichen Anzeichen für thermische Gasemissionen, die auf einen sich bildenden Stern hindeuten könnten, sowie nach Materieausströmungen, die typischerweise von jungen Sternen angetrieben werden. Sie fanden kein starkes thermisches Gassignal im Zentrum und beobachteten keine signifikante Hochgeschwindigkeitsausströmung, die mit der kompakten Quelle verbunden ist. „Eine schwache, tief verborgene oder schwer zu beobachtende Ausströmung kann nicht ausgeschlossen werden, aber die aktuellen Daten zeigen keine klaren Ausströmungsmerkmale von dieser kompakten Quelle“, so die Studienautoren. Einige schwache molekulare Emissionen sind vorhanden, aber sie sind über die gesamte Region verteilt und nicht auf das Zentrum konzentriert. Die Quelle könnte kalt sein, oder dichter Staub könnte das wärmere Material im Inneren verdecken.
Das Fehlen einer klaren Ausströmung schließt auch die Möglichkeit eines jungen Sterns nicht aus: Schwache, tief verborgene oder schwer zu beobachtende Ausströmungen könnten unentdeckt bleiben. Die Masse des Kerns ist ebenfalls noch ungewiss. Basierend auf Annahmen über die Temperatur des Staubs und die Art seiner Strahlung wird die Schätzung auf etwa zwei bis 30 Sonnenmassen geschätzt. Es könnte ein massiver kalter Kern sein oder ein wärmeres, kleineres Objekt, das von einem größeren Reservoir umgeben ist.
Die kompakte Struktur und das Fehlen klarer stellarer Aktivitäten stimmen mit früheren Modellen zur Sternenbildung überein, bei denen ein massiver Kern vor dem Kollaps zu einem Stern entsteht. Die Beobachtungsergebnisse schließen jedoch nicht aus, dass kleinere Samen durch das Ansammeln von umgebender Materie wachsen. Es sind detailliertere Messungen der Staubtemperatur, der inneren Struktur und der Gasbewegungen erforderlich, um den Inhalt von Dragon Egg zu bestimmen. Derzeit hat ALMA eine extrem kompakte Quelle innerhalb eines großen kalten Reservoirs aufgedeckt, aber die entscheidende Frage, wie sich das zentrale Objekt entwickeln wird, bleibt unbeantwortet. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift arXiv veröffentlicht.
Wie die Beobachtungen von Dragon Egg die Theorien zur Sternenbildung beeinflussen
Die Entdeckung von Dragon Egg bietet Astronomen wichtige Hinweise zur Untersuchung der Bildung massiver Sterne. Die Struktur und Merkmale dieses Objekts unterstützen die vorherigen Theorien, dass ein massiver Kern möglicherweise vor der Bildung eines Sterns existiert. Das Fehlen offensichtlicher thermischer Gasausströmungen und stellarer Aktivitäten könnte jedoch auch auf andere mögliche Entstehungsmechanismen hindeuten. Diese Beobachtungsergebnisse stellen nicht nur die traditionellen Modelle zur Sternenbildung in Frage, sondern betonen auch die Notwendigkeit weiterer Forschung, um den Prozess der Sternbildung und die Merkmale seiner frühen Phasen besser zu verstehen.