NASA’s Webb beobachtet riesigen stellaren Jet am Rand unserer Milchstraße

Originalveröffentlichung am 10.09.2025 zu finden unter: https://webbtelescope.org/news/news-releases

Zusammenfassung: Junger Stern verhält sich wie eine riesige römische Kerze

Am Rand unserer Milchstraße sendet ein junger Stern, der sich noch in der Entstehungsphase befindet, eine Geburtsanzeige in Form eines feierlichen Feuerwerks an das Universum. Es handelt sich um kein Feuerwerk wie zum Jahreswechsel. Diese brodelnden Zwillingsjets aus heißen Gasen lodern über eine Entfernung von 8 Lichtjahren – doppelt so weit wie die Entfernung zwischen unserer Sonne und dem nächsten Sternensystem. Überhitzte Gase, die auf den massereichen Stern fallen, werden entlang der Rotationsachse des Sterns zurück ins All geschleudert. Starke Magnetfelder beschränken die Jets auf schmale Strahlen, ähnlich wie bei einem Lichtschwert aus Star Wars. Das James-Webb-Weltraumteleskop hat dieses Spektakel im Infrarotlicht beobachtet. Der Jet pflügt durch den interstellaren Staub und das Gas und erzeugt faszinierende Details, die nur von Webb eingefangen werden können.

Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat einen Schneidbrenner aus brodelnden Gasen eingefangen, der aus einem wie ein Vulkan wachsenden Monsterstern austritt. Mit einer Ausdehnung von 8 Lichtjahren ist die Länge der stellaren Eruption etwa doppelt so groß wie die Entfernung zwischen unserer Sonne und den nächsten Sternen, dem Alpha-Centauri-System. Die Größe und Stärke dieses besonderen stellaren Jets, der sich in einem Nebel namens Sharpless 2-284 (kurz Sh2-284) befindet, macht ihn laut Forschern zu einem seltenen Phänomen.

Der Ausfluß, der mit einer Geschwindigkeit von Hunderttausenden von Kilometern pro Stunde durch den Weltraum rast, ähnelt einem Lichtschwert mit doppelter Klinge aus den Star Wars-Filmen. Der zentrale Protostern, der so viel wie zehn unserer Sonnen wiegt, befindet sich 15.000 Lichtjahre entfernt am Rande unserer Galaxis.

Die Entdeckung von Webb war ein Zufall. „Vor der Beobachtung wußten wir nicht, daß es da draußen einen massereichen Stern mit einem solchen Superjet gibt. Ein derart spektakulärer Ausfluß von molekularem Wasserstoff aus einem massereichen Stern ist in anderen Regionen unserer Galaxis selten“, sagte der Hauptautor Yu Cheng vom National Astronomical Observatory of Japan.

Diese einzigartige Art von stellaren Feuerwerken sind extrem eng gebündelte Plasmastrahlen, die aus neu entstehenden Sternen herausschießen. Solche ausgestoßenen Ströme sind die spektakuläre „Geburtsanzeige” eines Sterns an das Universum. Ein Teil des um den Zentralstern herum angesammelten Gases wird wahrscheinlich unter dem Einfluß von Magnetfeldern entlang der Rotationsachse des Sterns ausgestoßen.

Bis heute wurden Hunderte protostellare Jets beobachtet, die jedoch hauptsächlich von Sternen mit geringer Masse stammen. Diese spindelförmigen Jets liefern Hinweise auf die Beschaffenheit neu entstehender Sterne. Die Energie, die Enge und die evolutionären Zeitskalen der protostellaren Jets dienen dazu, Modelle der Umgebung und der physikalischen Eigenschaften des jungen Sterns, der den Ausfluß antreibt, einzugrenzen.

„Als wir ihn zum ersten Mal sahen, war ich von der Ordnung, Symmetrie und Größe des Jets wirklich überrascht“, sagte Mitautor Jonathan Tan von der University of Virginia in Charlottesville und der Chalmers University of Technology in Göteborg, Schweden.

Seine Entdeckung liefert den Beweis, daß protostellare Jets mit der Masse des Sterns, der sie antreibt, skalieren müssen. Je massereicher der Sternmotor ist, der das Plasma antreibt, desto größer ist der Ausbruch.

Die detaillierte filamentartige Struktur des Jets, die durch Webb’s scharfe Auflösung im Infrarotlicht erfaßt wurde, ist ein Beweis dafür, daß der Jet in interstellaren Staub und Gas eindringt. Dadurch entstehen separate Knoten, Bugschockfronten und lineare Ketten.

Die in entgegengesetzte Richtungen zeigenden Spitzen des Jets enthalten die Entstehungsgeschichte des Sterns. „Ursprünglich befand sich das Material nahe am Stern, aber über einen Zeitraum von 100.000 Jahren wanderten die Spitzen nach außen, und das Material dahinter ist ein jüngerer Ausfluß“, erklärte Tan.

Sonderfall

Der Proto-Haufen, in dem sich der gewaltige Jet befindet, liegt fast doppelt so weit vom galaktischen Zentrum entfernt wie unsere Sonne und befindet sich am Rand unserer Milchstraße.

Innerhalb des Haufens bilden sich noch einige hundert Sterne. Da sie sich im galaktischen Randregionen befinden, mangelt es den Sternen an schwereren Elementen als Wasserstoff und Helium. Dies wird als Metallizität gemessen, die im Laufe der kosmischen Zeit allmählich zunimmt, da jede vergehende Sterngeneration Endprodukte der Kernfusion durch Winde und Supernovae ausstößt. Die geringe Metallizität von Sh2-284 spiegelt seinen relativ unberührten Zustand wider und macht ihn zu einem lokalen Analogon für die Umgebungen im frühen Universum, denen es ebenfalls an schwereren Elementen mangelte.

„Massereiche Sterne, wie der in diesem Sternhaufen gefundene, haben einen sehr wichtigen Einfluß auf die Entwicklung von Galaxien. Unsere Entdeckung gibt Aufschluß über den Entstehungsmechanismus massereicher Sterne in Umgebungen mit geringer Metallizität, sodaß wir diesen massereichen Stern als Labor nutzen können, um zu untersuchen, was in der frühen kosmischen Geschichte vor sich ging“, sagte Cheng.

Ausrollen des stellaren Gesamtbildes

Stellare Jets, die durch die Gravitationsenergie angetrieben werden, die freigesetzt wird, wenn ein Stern an Masse zunimmt, kodieren die Entstehungsgeschichte des Protosterns.

„Webb’s neue zeigen uns, daß die Entstehung massereicher Sterne in solchen Umgebungen über eine relativ stabile Scheibe um den Stern herum erfolgen könnte, wie sie in theoretischen Modellen der Sternentstehung, bekannt als Kernakkretion, erwartet wird“, sagte Tan. „Als wir einen massereichen Stern fanden, der diese Jets ausstößt, wurde uns klar, daß wir die Beobachtungen von Webb nutzen konnten, um Theorien zur Entstehung massereicher Sterne zu überprüfen. Wir entwickelten neue theoretische Kernakkretionsmodelle, die zu den Daten passten, um im Prinzip herauszufinden, um welche Art von Stern es sich im Zentrum handelt. Diese Modelle deuten darauf hin, daß der Stern etwa zehnmal so massereich wie die Sonne ist, noch immer wächst und diesen Ausfluß antreibt.“

Seit mehr als 30 Jahren sind sich Astronomen uneinig darüber, wie massereiche Sterne entstehen. Einige vermuten, daß ein massereicher Stern einen sehr chaotischen Prozeß erfordert, der als kompetitive Akkretion bezeichnet wird.

Im Modell der kompetitiven Akkretion fällt Material aus vielen verschiedenen Richtungen ein, so daß sich die Ausrichtung der Scheibe im Laufe der Zeit verändert. Der Ausfluß erfolgt senkrecht oberhalb und unterhalb der Scheibe und scheint sich daher ebenfalls in verschiedene Richtungen zu drehen und zu wenden.

„Was wir hier jedoch gesehen haben, da wir die gesamte Geschichte vorliegen haben – ein Gesamtbild der Geschichte – ist, daß die gegenüberliegenden Seiten der Jets fast 180 Grad voneinander entfernt sind. Das sagt uns, daß diese zentrale Scheibe stabil ist, und bestätigt eine Vorhersage der Kernakkretionstheorie“, sagte Tan.

Wo es einen massereichen Stern gibt, könnte es auch andere in diesem Randgebiet der Milchstraße geben. Andere massereiche Sterne haben möglicherweise noch nicht den Punkt erreicht, an dem sie Ausflüsse im Stil römischer Kerzen ausstoßen. Daten des Atacama Large Millimeter Array in Chile, die ebenfalls in dieser Studie vorgestellt werden, haben einen weiteren dichten Sternkern gefunden, der sich möglicherweise in einem früheren Stadium der Entstehung befindet.

Der Artikel wurde zur Veröffentlichung in The Astrophysical Journal angenommen.

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für Weltraumforschung. Webb wird Rätsel in unserem Sonnensystem lösen, einen Blick auf ferne Welten um andere Sterne werfen und die geheimnisvollen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin erforschen. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner ESA (Europäische Weltraumorganisation) und CSA (Kanadische Weltraumorganisation).

Stellarer Jet in Sh2-284 (NIRCam Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): Sh2-284 p1
• Objektbeschreibung: Stellarer Jet
• Rektaszension: 06:46:15.90
• Deklination: +00:06:27.44
• Sternbild: Orion
• Entfernung: 15.000 Lichtjahre
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 1,6 Bogenminuten (etwa 7 Lichtjahre)
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F162M, F182M, F200W, F356W, F405N, F470N
• Bild
• Farbinformation: Dieses Bild ist eine Zusammensetzung aus einzelnen Aufnahmen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um bestimmte Wellenlängenbereiche abzutasten. Die Farbe ergibt sich aus der Zuweisung unterschiedlicher Farbtöne (Farben) zu jedem monochromatischen (Graustufen-)Bild, das mit einem einzelnen Filter verbunden ist. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
• Blau: F162M+F182M, Grün: F200W+F356W, Rot: F405N+F470N

Über das Bild: NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop hat kürzlich einen extrem großen und symmetrischen protostellaren Jet am Rande unserer Milchstraße im sich bildenden Sternhaufen Sh2-284 abgebildet. Von Spitze zu Spitze mißt dieser protostellare Jet 8 Lichtjahre, was etwa der doppelten Entfernung unserer Sonne zu ihrem nächsten benachbarten Sternsystem, Alpha Centauri, entspricht.

Seine Entdeckung liefert den Beweis, daß protostellare Jets mit der Masse ihres Muttersterns skalieren – je massereicher der stellare Motor, der das Plasma antreibt, desto größer der resultierende Jet – und somit für einen universellen Mechanismus der Sternentstehung von niedrigen bis hohen Massen.

Stellarer Jet in Sh2-284 (NIRCam Kompass-Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): Sh2-284 p1
• Objektbeschreibung: Stellarer Jet
• Rektaszension: 06:46:15.90
• Deklination: +00:06:27.44
• Sternbild: Orion
• Entfernung: 15.000 Lichtjahre
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 1,6 Bogenminuten (etwa 7 Lichtjahre)
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F162M, F182M, F200W, F356W, F405N, F470N
• Bild
• Farbinformation: Dieses Bild ist eine Zusammensetzung aus einzelnen Aufnahmen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um bestimmte Wellenlängenbereiche abzutasten. Die Farbe ergibt sich aus der Zuweisung unterschiedlicher Farbtöne (Farben) zu jedem monochromatischen (Graustufen-)Bild, das mit einem einzelnen Filter verbunden ist. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
• Blau: F162M+F182M, Grün: F200W+F356W, Rot: F405N+F470N

Über das Bild: Dieses Bild des protostellaren Jets in Sh2-284, eingefangen von der NIRCam (Nahinfrarotkamera) des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA, zeigt Kompasspfeile, Maßstab und Farblegende als Referenz.

Die Kompasspfeile für Norden und Osten zeigen die Ausrichtung des Bildes am Himmel an. Beachten Sie, daß die Beziehung zwischen Norden und Osten am Himmel (von unten gesehen) zu den Richtungspfeilen auf einer Karte der Erde (von oben gesehen) umgekehrt ist.

Die Skalenleiste ist in Lichtjahren angegeben, also der Entfernung, die Licht in einem Erdjahr zurücklegt, sowie in Bogensekunden (Licht benötigt 1,1 Jahre, um eine Entfernung zurückzulegen, die der Länge der Skalenleiste entspricht). Ein Lichtjahr entspricht etwa 9,46 Billionen Kilometern.

Dieses Bild zeigt unsichtbare Wellenlängen des Lichts im nahen Infrarotbereich, die in Farben des sichtbaren Lichts umgewandelt wurden. Die Farblegende zeigt, welche NIRCam-Filter bei der Erfassung des Lichts verwendet wurden. Die Farbe jedes Filternamens entspricht der Farbe des sichtbaren Lichts, mit der das durch diesen Filter hindurchtretende Infrarotlicht dargestellt wird.

Riesiger stellarer Jet in Sh2-284

Dieses Video zeigt die relative Größe zweier verschiedener protostellarer Jets, die von NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop aufgenommen wurden. Das erste Bild zeigt einen besonders großen protostellaren Jet in Sh2-284, 15.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die Ausflüsse aus dem massereichen zentralen Protostern, der zehnmal so viel wiegt wie unsere Sonne, erstrecken sich über eine Länge von ungefähr 8 Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist ein von Webb aufgenommener Jet in der nah gelegenen Region Rho Ophiuchi, in der sich Sterne mit geringer Masse bilden, nur ein Lichtjahr lang.