James-Webb-Teleskop erforscht die Ursprünge von Braunen Zwergen im Flammennebel

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat einen bedeutenden Schritt in der Erforschung der Sternentstehung gemacht, indem es die Ursprünge von sogenannten ‘gescheiterten Sternen’ im Flammennebel untersucht.

Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat kürzlich einen bedeutenden Beitrag zur Erforschung der Sternentstehung geleistet, indem es die Ursprünge von Braunen Zwergen im Flammennebel untersucht hat. Diese ‘gescheiterten Sterne’ sind Objekte, die wie Sterne geboren werden, aber nicht genügend Masse ansammeln, um die Fusion von Wasserstoff zu Helium in ihren Kernen zu zünden. Mit Massen zwischen 13 und 75 Jupitermassen sind sie deutlich lichtschwächer als reguläre Hauptreihensterne.

Besonders in ihrer Jugend sind Braune Zwerge heißer und heller, was sie in jungen Nebeln wie dem Flammennebel, der etwa eine Million Jahre alt ist, leichter erkennbar macht. Das JWST konnte durch die dichten Gas- und Staubschichten des Nebels hindurchblicken und Objekte mit einer Masse von zwei bis drei Jupitermassen entdecken. Diese frei schwebenden Objekte könnten Fragmente sein, die auf dem Weg sind, Braune Zwerge zu werden.

Das Projektziel war es, die fundamentale Niedrigmassengrenze des Stern- und Braunen Zwerg-Bildungsprozesses zu erforschen, erklärte Projektleiter Matthew De Furio von der University of Texas in Austin. Mit dem JWST können wir die schwächsten und masseärmsten Objekte untersuchen. Diese Suche nach frei schwebenden planetaren Massenkörpern, die mindestens die Hälfte der Jupitermasse haben, wurde durch einen Prozess namens ‘Fragmentierung’ bestimmt.

Fragmentierung ist stark abhängig von der Balance zwischen Temperatur, thermischem Druck und Gravitation. Wenn Fragmente von Molekülwolken unter ihrer eigenen Schwerkraft kontrahieren, steigen ihre Kerntemperaturen. Ein Kern mit ausreichender Masse wird zu einem Protostern, der mit der Wasserstofffusion beginnt. Wenn jedoch ein Kern nicht dicht und heiß genug ist, um die Wasserstofffusion zu starten, gibt es nichts, was die Gravitation ausgleicht, und der Kollaps setzt sich fort.

Die Kühlung dieser Wolken ist entscheidend, denn wenn genügend innere Energie vorhanden ist, wird die Gravitation bekämpft. Wenn die Wolken effizient kühlen, kollabieren sie und brechen auseinander. Die Fragmentierung hört auf, wenn das Gas eines Fragments dicht genug wird, um undurchsichtig zu werden, was bedeutet, dass es seine eigene Strahlung wieder absorbieren kann und seinen Kollaps stoppt.

Die untere Massengrenze dieser Fragmente wurde theoretisch zwischen 1 und 10 Jupitermassen angesetzt. Diese Ergebnisse könnten diesen Massenbereich reduzieren. Wie in vielen früheren Studien festgestellt wurde, nimmt die Anzahl der Objekte mit abnehmender Masse zu, bis etwa zehn Jupitermassen erreicht sind. In unserer Studie mit dem JWST sind wir bis zu 0,5 Jupitermassen empfindlich und finden signifikant weniger Objekte unter zehn Jupitermassen.

Michael Meyer von der University of Michigan fügte hinzu, dass Astronomen mit dem JWST zum ersten Mal in der Lage sind, bis zur und über die Braunen Zwerg-Massengrenze hinaus zu forschen. Wenn diese Grenze real ist, sollte es keine frei schwebenden Objekte mit einer Jupitermasse in unserer Milchstraße geben, es sei denn, sie wurden als Planeten gebildet und dann aus einem Planetensystem ausgestoßen.

Die Forschung des Teams wurde zur Veröffentlichung in den Astrophysical Journal Letters angenommen und wird die Untersuchung des Flammennebels mit dem JWST fortsetzen, um Objekte zu finden, die sich in seinem dichten, staubigen Schleier verbergen.

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