Superblasen in Gaswolken halten kosmische Strahlung gefangen

Gammastrahlung gibt Einblick in die Produktion hochenergetischer Teilchen in Sternentstehungsregionen.

 Sternentstehungsregion Cygnus-X
Sternentstehungsregion Cygnus-X

Padua (Italien)/Paris (Frankreich) - Junge Sterne erzeugen mit ihrer intensiven Strahlung und sogenannten Sternwinden große Blasen in den Gaswolken, in denen sie entstanden sind. Solche Superblasen halten in ihrem Inneren frisch produzierte, hochenergetische Teilchen gefangen. Das zeigt die Beobachtung von Gammastrahlung aus einer 4500 Lichtjahre entfernten Superblase im Sternbild Schwan durch ein internationales Forscherteam. Die Messungen bestätigen den Verdacht der Astronomen, dass die aus dem Weltall auf die Erde treffenden hochenergetischen Teilchen zu einem großen Teil aus Sternentstehungsregionen stammen, so die Wissenschaftler im Fachblatt "Science".

"Wir haben damit erstmals einen Einblick in das frühe Leben der kosmischen Strahlung in diesen Regionen massiver Sternentstehung erhalten", erklärt Luigi Tibaldo von der Universität Padua, einer der beteiligte Forscher. Pro Sekunde und Quadratmeter treffen tausend hochenergetische Teilchen - überwiegend Protonen - mit nahezu Lichtgeschwindigkeit auf die Erdatmosphäre. Ein großer Teil dieses kosmische Strahlung genannten Teilchenstroms kommt von außerhalb des Sonnensystems. Die Himmelsforscher vermuten seit langem, dass die Teilchen durch Stoßwellen explodierender Sterne in Sternentstehungsregionen produziert werden. Einen direkten Beweis dafür gab es jedoch bislang nicht.

Tibaldo und seine Kollegen haben nun die Sternentstehungsregion Cygnus-X im Sternbild Schwan mit dem Weltraumteleskop Fermi beobachtet. Die jungen Sterne dieser Region sind von einer 160 Lichtjahre großen Superblase umgeben - die Sterne haben hier das Gas aus ihrer Umgebung fortgeblasen. Die Detektoren des Fermi-Teleskops zeigen, dass die Superblase Gammastrahlung aussendet, wie sie von frisch beschleunigten, elektrisch geladenen Teilchen ausgeht. "Die Teilchen sind offenbar in der Blase gefangen", sagt die an den Messungen beteiligte Astrophysikerin Isabelle Grenier von der Universität Paris Diderot, "es scheint schwer für sie zu sein, die Blase zu verlassen."

Die Beobachtungen bestätigen damit erstmals, dass in Sternentstehungsregionen tatsächlich hochenergetische Teilchen in großer Zahl produziert werden - lassen aber zugleich die Frage offen, wie diese Partikel aus den Superblasen entkommen. Zudem werfen sie ein neues Licht auf die Rolle der kosmischen Strahlung bei der Sternentstehung. "Wenn die Teilchen in diesen Regionen gefangen sind, geben sie dort auch Energie ab", so Grenier. "Dadurch können sie die Chemie und damit die Entstehung der Sterne beeinflussen."