T-Tauri-Sterne

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Ein neugeborener Stern durchläuft üblicherweise vier Stadien der Jugendphase. Er beginnt sein Dasein als ein Protostern, der noch in die Molekülwolke seiner Geburt eingebettet ist, weiteres Material akkretiert und eine protoplanetare Scheibe entwickelt. Langsam, im zweiten Schritt, wehen Sternwinde und Strahlung die umgebende Hülle aus Gas und Staub davon und das dritte Stadium, wenn die umgebende Hülle abgetragen ist, nennt man T-Tauri-Phase. T-Tauri-Sterne (die Sternklasse ist nach dem ersten Stern dieses Typs benannt, den man als solchen identifiziert hatte) sind weniger als etwa zehn Millionen Jahre alt und liefern Astronomen vielversprechende Kandidaten, bei denen man das frühe Stadium des Lebens von Sternen und Planeten untersucht. T-Tauri-Sterne gehörten zu den ersten jungen Sternen, die identifiziert wurden, da die früheren Phasen immer noch in ihren Geburtswolken eingebettet sind und durch den Staub für optische Beobachtungen verdeckt wurden. Im vierten Stadium beendet die Scheibe die Akkretion und die Strahlung der Quelle stammt von der Photosphäre des Sterns. T-Tauri-Sterne erzeugen starke Röntgenstrahlung hauptsächlich durch etwas, das für koronale Aktivität gehalten wird, ganz wie die koronale Aktivität in unserer eigenen Sonne, obwohl in einigen Fällen ein Teil der Röntgenstrahlung vom heißen Material in der staubigen Scheibe kommen könnte.

Messungen an zirkumstellaren Scheiben der T-Tauri-Sterne liefern wichtige Tests für Theorien zur Planetenentstehung und -wanderung. Beispielsweise bilden Befunde im nahen Infrarot die Staubkörner mit höheren Temperaturen ab und können das Vorhandensein von Lücken in der Scheibe (vielleicht durch massereiche Planeten hervorgerufen) offenbaren, wenn ein erwarteter Ring aus warmem Staub um den Stern herum nicht gemessen wird. Astronomen konnten in den vergangenen Jahrzehnten im Weltraum stationierte Infrarot-Teleskope wie Spitzer einzusetzen, um T-Tauri-Scheiben zu untersuchen, aber es gibt auch jetzt noch viele Rätsel, insbesondere über den für die Akkretion verantwortlichen Mechanismus, die nachfolgende Zerstreuung von Scheibenmaterial und das entwicklungsgeschichtliche Alter, wann diese Prozesse auftreten.

CfA-Astronom Philip Cargile war Mitglied eines Teams aus sieben Wissenschaftlern, welches die Entwicklung dieser Sterne und ihrer Scheiben untersuchte. Sie nahmen genaue Untersuchungen (einschließlich Spektren) im sichtbaren Licht an einer Probe von fünfundzwanzig, an Hand ihrer Röntgenstrahlung ausgewählten T-Tauri-Sterne in zwei nah gelegenen sternbildenden Wolken vor, um ihr Alter und ihre stellare Massen abzuleiten. Sie entdeckten, daß die meisten Quellen in der einen Wolke zwischen fünf und sechs Millionen Jahre alt sind; für ein Paar ergab sich ein Alter von mehr als fünfundzwanzig Millionen Jahre und kann jetzt aus der Klasse der T-Tauri-Sterne ausgeschlossen werden. In der anderen Wolke sind die meisten Quellen jünger als etwa zehn Millionen Jahre. Die Resultate stimmen gut mit theoretischen Modellen und anderen Beobachtungen überein. Vielleicht noch hilfreicher sind die Ergebnisse für die Identifizierung echter T-Tauri-Sterne mit Scheiben, die für bildgebende Beobachtungen mit einer neuen Generation an Großteleskopen geeignet sein würden.

Literatur:

„Fundamental Stellar Parameters for Selected T-Tauri Stars in the Chamaeleon and Rho Ophiuchus Star-Forming Regions“

D.J. James, A.N. Aarnio, A.J.W. Richert, P.A. Cargile, N.C. Santos, C.H.F. Melo, and J. Bouvier

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 459, 1363–1392 (2016)