Gasfinger: Wie die größten Sterne entstehen

Santa Cruz (USA) - Sterne mit der bis zu 120-fachen Masse unserer Sonne haben die Astronomen entdeckt. Doch wie entstehen solche Monster-Sterne? Denn je mehr ein junge Stern anwächst, desto stärker wird seine Strahlung - und der Druck dieser Strahlung sollte das umgebende Gas schließlich fort blasen und so ein weiteres Wachstums des Sterns verhindern. Bei etwa 20 Sonnenmassen schien nach bisherigen Untersuchungen Schluss zu sein. In der Online-Ausgabe des Fachblatts "Science" präsentieren amerikanische Forscher jetzt Computersimulationen, die zeigen, wie die Natur diese Grenze überwindet: Turbulenzen führen zur Bildung von Kanälen, in denen trotz des Strahlungsdrucks weiter Gas auf den jungen Stern zuströmen kann.

"Wir sehen in unseren Simulationen fingerförmige Strukturen, in denen das Gas einfällt", erläutert Mark Krumholz von der University of California in Santa Cruz, der das Forschungsprojekt leitet. "Hingegen entweicht die Strahlung in den Regionen zwischen diesen Fingern. Es ist also kein exotischer Prozess nötig, um extrem massereiche Sterne hervorzubringen. Sie entstehen genau wie normale Sterne durch die Akkretion von Gas."

Sterne entstehen, wenn sich große Gaswolken unter der Last ihrer eigenen Schwerkraft immer stärker verdichten. Im Zentrum der Wolke wachsen Dichte und Temperatur am schnellsten an, dort bildet sich der Protostern, der durch den Zustrom von Gas immer weiter anwächst. Die Simulationen von Krumholz und seinen Kollegen zeigen nun, dass der Widerstreit zwischen der nach innen gerichteten Schwerkraft und dem nach außen gerichteten Strahlungsdruck des entstehenden Sterns zur Bildung von Turbulenzen in der Gaswolke führt. Dadurch überwiegt in einigen Bereichen der Strahlungsdruck, in anderen die Schwerkraft. So bilden sich schließlich die Kanäle heraus, in denen das Gas weiter auf den Stern einströmen kann.

Die rotierende Gaswolke flacht sich schließlich ab und bildet eine Scheibe um den jungen Stern. Die Simulationen von Krumholz und seinem Team zeigen auch, dass sich in dieser Scheibe Instabilitäten bilden können, aus denen dann weitere Sterne entstehen. Damit liefert die Studie zugleich eine Erklärung dafür, warum extrem massereiche Sterne zumeist in Doppel- oder Mehrfachsystem zu finden sind.