Die magnetischen Eigenschaften sternbildender, dichter Kerne

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

(Originalartikel unter https://pweb.cfa.harvard.edu/news)

Ein Bild des magnetisierten, sternbildenden Kerns BHR 71 IRS1. Das Gas von geringer Dichte am äußeren Rand wird durch die blauen und weißen Hintergrundfarben gezeigt; das verdichtete zentrale Gas des Kerns ist durch die schwarzen Konturlinien und die grüne Farbe dargestellt. Der im Zentrum gelegene Protostern und die planetenbildende Scheibe sind durch den orangefarbenen Kreis wiedergegeben. Die assoziierten Magnetfeldlinien sind als gebogene weiße Linien gezeigt, deren Form erkennen läßt, daß das Feld durch das sich zusammenziehende dichte Gas nach innen gezogen worden ist. Astronomen haben die erste Auswertung der Einflussnahme von Magnetfeldern auf sternbildende Kerne mit einer Kombination von Techniken fertiggestellt.
Myers, P. et al. 2020

Magnetfelder im Weltall werden manchmal das letzte Puzzleteil beim Rätsel der Sternbildung genannt. Sie sind viel schwerer zu messen als Massen oder Bewegungen sternbildender Wolken und ihre Stärke ist bis jetzt unklar. Sind sie stark, können sie Gas, das in einen jungen stellaren Kern strömt, ablenken oder sogar nach außen leiten, obgleich das Gas unter dem Einfluß der Schwerkraft kollabiert. Sind sie jedoch von moderater Stärke, verhalten sich die Magnetfelder flexibler und steuern den Gasfluß, verhindern ihn aber nicht. Frühe Messungen von Feldstärken in Molekülwolken basierten auf Strahlung von Molekülen, deren Energieniveaus empfindlich auf Magnetfeldstärken reagieren. Diese Daten legten nahe, daß die Felder von moderater Stärke waren, aber diese Folgerungen waren unsicher. Neuere Beobachtungen mit stärkeren Signalen hatten die polarisierte Strahlung von am Magnetfeld ausgerichteten Staubkörnern gemessen. Diese Beobachtungen bestimmen die Feldstärke durch Änderungen der Feldrichtung entlang einer Karte der Wolke.

CfA-Astronom Phil Myers und sein Kollege nahmen es in Angriff, die Rolle von Magnetfeldern in Kernen von sternbildenden Wolken zu klären. Sie verglichen Feldstärken unter Zuhilfenahme der Staubtechnik in 17 Kernen, die Sterne geringer Masse bilden, und mit der Molekültechnik in 36 Kernen, die massereichere Sterne entwickeln. Mit beiden Techniken fanden sie für die Felder nahezu die gleichen Eigenschaften, ungeachtet der Tatsache, daß jede Technik einen anderen magnetischen Effekt mißt. Die Astronomen untersuchten, ob die Felder stark genug sind, einen gravitativen Kollaps zu verhindern und wie ihre Stärke mit der Dichte normiert sind. Sie finden, daß, trotz des unterschiedlichen Bereichs an Kerneigenschaften, keines der Felder stark genug ist (um den Faktor zwei oder drei), einen Kollaps zu verhindern. Sie finden zudem Beziehungen zwischen Feldstärke, Dichte und anderen Kerneigenschaften, die mit theoretischen Erwartungen übereinstimmen. Diese Untersuchung liefert die erste Auswertung vom Einfluß des Magnetfeldes in sternbildenden Kernen, die sowohl Molekül- als auch Staubmesstechniken genutzt hat. Sie festigt und erweitert die früheren Erkenntnisse, die auf der Molekültechnik alleine beruhten.

Literatur:

„Magnetic Properties of Star-forming Dense Cores“

Philip C. Myers and Shantanu Basu

The Astrophysical Journal 917, 35, 2021