NASA’s Webb entdeckt jungen sonnenähnlichen Stern, der alltägliche Kristalle schmiedet und ausstößt

Originalveröffentlichung am 20.01.2026 zu finden unter: https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/

Zusammenfassung: Vorher-Nachher-Aufnahmen zeigen erstmals, daß sich kristalline Silikate im glühend heißen inneren Bereich einer Scheibe um einen sich aktiv formenden Stern bilden – und schließlich in Kometen am Rand seines Systems landen könnten

Bisher nicht zu vereinbarende Fakten: 1. Kometen enthalten kristalline Silikate. 2. Kristalline Silikate benötigen zur Bildung große Hitze. 3. Kometen verbringen die meiste Zeit in den äußeren Bereichen unseres Sonnensystems, wo es unglaublich kalt ist. Dies führt zu einer logischen Frage: Wo haben sich diese Kristalle gebildet?

Zwei neue Beobachtungen im mittleren Infrarotbereich mit NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop liefern eindeutige Hinweise zur Beantwortung dieser Frage. Webb’s Beobachtungen des staubumhüllten, sich aktiv bildenden Sterns EC 53 zeigten, daß sich kristalline Silikate in einem extrem heißen, inneren Bereich der Gas- und Staubscheibe eines Sterns bilden.

Webb hielt das „Geschehen” mit Vorher-Nachher-Datensätzen fest. Die Forscher verglichen die Gesamtaktivität des Sterns – und die Mineralien um ihn herum – während einer ruhigeren Phase und einem Ausbruch. So konnten sie die Bewegung der Jets, Ausflüsse und Winde des Sterns kartieren und verfolgen, wohin sich die Kristalle wahrscheinlich bewegen. Sie kamen zu dem Schluß, daß diese kristallinen Silikate in die Nähe und in die Ferne „geschleudert” werden können, auch bis an die Ränder des Sternensystems – und schließlich in Kometen landen könnten.

Astronomen suchen seit langem nach Beweisen dafür, warum Kometen am Rande unseres Sonnensystems kristalline Silikate enthalten, da Kristalle zur Bildung intensive Hitze benötigen und diese „schmutzigen Schneebälle“ die meiste Zeit im ultrakalten Kuipergürtel und in der Oort’schen Wolke verbringen. Nun hat das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA außerhalb unseres Sonnensystems den ersten schlüssigen Beweis dafür geliefert, wie diese miteinander verbundenen Bedingungen möglich sind. Das Teleskop zeigte zum ersten Mal eindeutig, daß kristalline Silikate im heißen, inneren Teil der Gas- und Staubscheibe entstehen, die einen sehr jungen, sich aktiv bildenden Stern umgibt. Webb entdeckte auch einen starken Ausfluß, der die Kristalle an den äußeren Rand dieser Scheibe transportieren kann. Im Vergleich zu unserem eigenen, vollständig ausgebildeten und weitgehend staubfreien Sonnensystem würden sich die Kristalle ungefähr zwischen Sonne und Erde bilden.

Webb’s empfindliche Beobachtungen im mittleren Infrarotbereich des Protosterns mit der Katalogbezeichnung EC 53 zeigen auch, daß die starken Winde aus der Scheibe des Sterns diese Kristalle vermutlich in entfernte Gebiete katapultieren, wie zum Beispiel an den unglaublich kalten Rand seiner protoplanetaren Scheibe, wo sich schließlich Kometen bilden könnten.

„Die geschichteten Ausflüsse von EC 53 könnten diese neu gebildeten kristallinen Silikate anheben und nach außen transportieren, als befänden sie sich auf einer kosmischen Autobahn“, sagte Jeong-Eun Lee, Hauptautorin einer neuen Veröffentlichung in Nature und Professorin an der Seoul National University in Südkorea. „Webb hat uns nicht nur genau gezeigt, welche Arten von Silikaten sich im Staub in der Nähe des Sterns befinden, sondern auch, wo sie sich vor und während eines Ausbruchs befinden.“

Das Team nutzte MIRI (Mid-Infrared Instrument) von Webb, um zwei Sätze detailreicher Spektren zu sammeln, um bestimmte Elemente und Moleküle zu identifizieren und ihre Strukturen zu bestimmen. Als Nächstes kartierten sie präzise, wo sich alles befindet, sowohl wenn EC 53 „ruhig” ist (aber dennoch allmählich an seiner Scheibe „knabbert”) als auch wenn es aktiver ist (was als Ausbruchsphase bekannt ist).

Dieser Stern, der seit Jahrzehnten von diesem Team und anderen untersucht wird, ist sehr gut vorhersagbar. (Andere junge Sterne haben unregelmäßige Ausbrüche oder ihre Ausbrüche dauern Hunderte von Jahren.) Etwa alle 18 Monate beginnt EC 53 eine 100-tägige, bombastische Ausbruchsphase, in der er das Tempo erhöht und das nahegelegene Gas und den Staub regelrecht verschlingt, während er einen Teil seines zugeführten Materials als kräftige Jets und Ausflüsse abstößt. Diese Auswürfe können einige der neu gebildeten Kristalle in die Außenbereiche der protoplanetaren Scheibe des Sterns schleudern.

„Selbst als Wissenschaftler finde ich es erstaunlich, daß wir im Weltraum bestimmte Silikate finden können, darunter Forsterit und Enstatit in der Nähe von EC 53“, sagte Doug Johnstone, Mitautor und leitender Forschungsbeauftragter beim National Research Council of Canada. „Dies sind auf der Erde weit verbreitete Mineralien. Der Hauptbestandteil unseres Planeten ist Silikat.“ Seit Jahrzehnten werden kristalline Silikate nicht nur auf Kometen in unserem Sonnensystem, sondern auch in fernen protoplanetaren Scheiben um andere, etwas ältere Sterne gefunden – allerdings konnte bisher nicht geklärt werden, wie sie dorthin gelangt sind. Mit Webb’s neuen Daten verstehen Forscher nun besser, wie diese Bedingungen möglich sein könnten.

„Es ist unglaublich beeindruckend, daß Webb uns nicht nur so viel zeigen kann, sondern auch, wo sich alles befindet“, sagte Joel Green, ein Mitautor und Instrumentenwissenschaftler am Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. „Unser Forschungsteam kartierte, wie sich die Kristalle im gesamten System bewegen. Wir haben erfolgreich gezeigt, wie der Stern diese superfeinen Partikel erzeugt und verteilt, die jeweils deutlich kleiner als ein Sandkorn sind.“

Die MIRI-Daten von Webb zeigen auch deutlich die schmalen, schnellen Jets aus heißem Gas in der Nähe der Pole des Sterns und die etwas kühleren und langsameren Ausflüsse, die aus dem innersten und heißesten Bereich der Scheibe stammen, die den Stern speist. Das obige Bild, das von einem anderen Webb-Instrument, der NIRCam (Near-Infrared Camera), aufgenommen wurde, zeigt einen Satz von Winden und gestreutem Licht aus der Scheibe von EC 53 als weißen Halbkreis, der nach rechts geneigt ist. Seine Winde strömen auch in die entgegengesetzte Richtung, ungefähr hinter dem Stern, aber im nahen Infrarotlicht erscheint dieser Bereich dunkel. Seine Jets sind zu klein, um sie zu erkennen.

Blick in die Zukunft

EC 53 ist noch immer in Staub „gehüllt” und wird dies möglicherweise noch weitere 100.000 Jahre bleiben. Über Millionen von Jahren hinweg, während die Scheibe eines jungen Sterns dicht mit winzigen Staubkörnern und Kieselsteinen bevölkert ist, kommt es zu unzähligen Kollisionen, die langsam eine Reihe größerer Gesteinsbrocken bilden und schließlich zur Entstehung von terrestrischen Planeten und Gasriesen führen. Wenn sich die Scheibe beruhigt, werden sowohl der Stern selbst als auch alle Gesteinsplaneten ihre Entstehung abgeschlossen haben, der Staub wird sich weitgehend aufgelöst haben (und die Sicht nicht mehr behindern) und ein sonnenähnlicher Stern wird im Zentrum eines bereinigten Planetensystems zurückbleiben, das mit kristallinen Silikaten „übersät” ist.

EC 53 ist Teil des Serpens-Nebels, der 1.300 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt und voller sich lebhaft bildender Sterne ist.

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).

Protostern EC 53 im Serpens-Nebel (NIRCam Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): EC 53, Serpens-Nebel, HBC 672, [EC 92] 82
• Objektbeschreibung: Unbeständiger, ausbrechender Protostern
• Rektaszension: 18:29:56.91
• Deklination: +01:14:45.77
• Sternbild: Serpens
• Entfernung: 1.300 Lichtjahre
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 4,8 Bogenminuten (1,4 Lichtjahre)
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F140M, F210M, F360M, F480M
• 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 mittlere 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: F140M Cyan: F210M Orange: F360M Rot: 480M

Über das Bild: Dieses Bild, aufgenommen von der NIRCam (Nahinfrarotkamera) des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA, zeigt den sich lebhaft bildenden Protostern EC 53 (eingekreist) im Serpens-Nebel. EC 53 ist von einer protoplantaren Scheibe umgeben, in der sich möglicherweise Planeten und Kometen bilden werden. (Diese Scheibe ist aus zwei Gründen nicht leicht zu erkennen: Sie ist aus der Entfernung winzig und dunkler Staub verdeckt den Bereich.)

Die Forscher führten zusätzliche Beobachtungen von EC 53 mit Webb’s MIRI (Mid-Infrared Instrument) durch, um den Stern und sein System zu beobachten, als es „ruhig” war und während seiner „ausgelassenen” Ausbruchphase. Das Team unter Leitung von Jeong-Eun Lee von der Seoul National University in Südkorea entdeckte eine Vielzahl von Silikaten in der gesamten Gas- und Staubscheibe des Sterns.

MIRI’s Spektren zeigten kristallines Forsterit und Enstatit sowie amorphes Olivin und Pyroxen in der Nähe des Sterns und in seiner gesamten protoplanetaren Scheibe. Webb’s Daten kartierten auch die schmalen, schnellen Jets des Sterns in der Nähe seiner Pole, seine etwas kühleren und langsameren Ausflüsse sowie die breiteren und schwächeren Sternwinde des Sterns.

Indem sie genau zeigten, was vorhanden ist – und wo sich alles befindet – bewiesen die Forscher, daß kristalline Silikate im heißen, inneren Bereich der Gas- und Staubscheibe um den Stern herum entstehen, bevor sie in weit entfernte Gebiete geschleudert werden.

Astronomen suchen seit langem nach Beweisen dafür, warum Kometen am Rande unseres Sonnensystems kristalline Silikate enthalten, da diese Mineralien zur Bildung extreme Hitze benötigen und Kometen den größten Teil ihrer Umlaufbahn im ultrakalten Kuipergürtel und in der Oort’schen Wolke verbringen. Dies ist der erste direkte Beweis, der erklären kann, wie dies geschehen sein könnte.

Lesen Sie auch, was Forscher über andere Sterne im Serpens-Nebel 2024 berichtet haben.

Silikatkristallisation und Bewegung in der Nähe des Protosterns EC 53 (Abbildung)

Abbildung zeigt die Hälfte der Gas- und Staubscheibe, die den Protostern EC 53 umgibt. Der sich aktiv bildende Stern wird durch die gelbe Kugel in der Mitte dargestellt. Sternausbrüche erhitzen regelmäßig das Scheibeninnere und bilden eine Vielzahl von kristallinen Silikaten (dargestellt durch türkisfarbene Punkte), wo es heißer ist, also näher am Protostern.

Sobald sie entstanden sind, schießen die kristallinen Silikate nach oben und außen (den blaugrünen Pfeilen folgend), angetrieben von Winden aus der Scheibe des Protosterns. Die Silikate landen oft an den Rändern des Systems, wo sich schließlich Kometen und andere eisige Gesteinskörper bilden können.

Protostern EC 53 im Serpens-Nebel (NIRCam Kompass-Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): EC 53, Serpens-Nebel, HBC 672, [EC 92] 82
• Objektbeschreibung: Unbeständiger, ausbrechender Protostern
• Rektaszension: 18:29:56.91
• Deklination: +01:14:45.77
• Sternbild: Serpens
• Entfernung: 1.300 Lichtjahre
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 4,8 Bogenminuten (1,4 Lichtjahre)
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F140M, F210M, F360M, F480M
• 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 mittlere 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: F140M Cyan: F210M Orange: F360M Rot: 480M

Über das Bild: Dieses Bild des Protosterns EC 53 im Serpens-Nebel, aufgenommen von der Nahinfrarotkamera (NIRCam) des James-Webb-Weltraumteleskops, zeigt Kompasspfeile, Maßstab und Farblegende als Referenz.

Der Protostern, der grün eingekreist ist, ist in diesem Nahinfrarotbild von Staub umhüllt.

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

Die Maßstabsleiste ist in Lichtjahren angegeben, also der Entfernung, die das Licht in einem Erdenjahr zurücklegt. (Das Licht benötigt ein Vierteljahr, um eine Entfernung zurückzulegen, die mit der Länge der Maßstabsleiste übereinstimmt.) Ein Lichtjahr entspricht etwa 9,46 Billionen Kilometern.

Dieses Bild zeigt unsichtbare Wellenlängen des Lichts im nahen Infrarot, 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 ist die Farbe des sichtbaren Lichts, mit der das durch diesen Filter hindurchtretende Infrarotlicht dargestellt wird.