Zwei Bilder desselben Sternfelds, das linke beschriftet mit „2004“, das rechte mit „2008“. Ein helles Objekt leuchtet im rechten Bild, das im linken nicht zu sehen ist.

Junger Protostern bei Ausbruch beobachtet

In den Daten verschiedener Weltraumteleskope und erdgebundener Observatorien haben Forscher der University of Toledo im US-Bundesstaat Ohio einen Ausbruch des sehr jungen Protosterns HOPS 383 im Sternhaufen NGC 1977 im Sternbild Orion entdeckt und über mehrere Jahre zurückverfolgen können. Sie vermuten, dass der plötzliche Einfall einer großen Menge Staub und Gas auf den Protostern zu der beobachteten, langanhaltenden Aufheizung des Objekts führte.

Ein Protostern ist ein Objekt in einer sehr frühen Phase der Sternentstehung. Wenn in einer Umgebung aus Gas und Staub genügend Material zu einem dichten Objekt zusammenfällt, kann es durch seine Schwerkraft weitere Materie anziehen und so die Vorstufe eines Sterns bilden. Regionen, in denen günstige Bedingungen für diesen Vorgang herrschen, sind die sogenannten Sternentstehungsgebiete. Der Sternhaufen NGC 1977 ist Teil einer solchen Region in einer Entfernung von etwa 1500 Lichtjahren im Sternbild Orion.

Eine Region eines Sternnebels ist hervorgehoben, Detailaufnahmen zeigen die gleiche Region in verschiedenen Wellenlängen im Jahr 2004 und 2008. Ein neues Objekt ist in einer Wellenlängen sehr schwach zu erahnen, in der anderen deutlich leuchtend zu erkennen.
Ausbruch von HOPS 383 in NGC 1977

Die Astronomin Emily Safron entdeckte das helle Infrarotsignal des Objekts HOPS 383 bei einem Vergleich von Daten verschiedener Teleskope mit eigenen Augen, nachdem eine eigens programmierte Suchsoftware es zuvor nicht registriert hatte. Safron verglich Infrarotaufnahmen der NASA-Weltraumteleskope Spitzer aus dem Jahr 2004 und WISE aus dem Jahr 2010. Der Ausbruch war nur in einem von mehreren aufgenommenen Wellenlängenbereichen registriert worden, unter anderem, weil die dichte Staubscheibe um den Protostern einen Teil des Spektrums abschirmt.

Sogenannte Klasse-0-Protosterne wie HOPS 383 sind in der Regel nicht im sichtbaren Licht zu beobachten wie die Sonne oder andere Sterne. Sie sind noch nicht ausreichend dicht und schwer für die Kernreaktion, die im Innern von Sternen Wasserstoff zu Helium fusioniert und dabei große Mengen an Energie freisetzt, die unter anderem das helle Leuchten der Sterne verursacht. Protosterne heizen sich aber dennoch durch das Einfallen umgebenden Materials auf und strahlen Energie in Form von Wärme ab. Das umgebende Gas und der Staub der Sternentstehungsregion werden so ebenfalls aufgeheizt und geben Infrarotstrahlung ab, die von Infrarotteleskopen beobachtet werden kann.

Nach der Entdeckung des Ausbruchs von HOPS 383 zogen Safron und ihre Kollegen auch Daten des ESA-Weltraumteleskops Herschel sowie des Atacama Pathfinder Experiments der ESO in Chile und des Kitt Peak National Observatory im US-Bundesstaat Arizona zum Vergleich heran und konnten ihre Beobachtung bestätigen. „Der Ausbruch von HOPS 383 ist der erste, den wir je von einem Klasse-0-Objekt gesehen haben, und könnte den frühesten Ausbruch eines protostellaren Objekts bedeuten, der je aufgenommen wurde“, erklärt William Fischer vom NASA Goddard Space Flight Center.

Besonders bemerkenswert sei, dass der Ausbruch selbst in den neuesten verfügbaren Daten von 2012 noch deutlich sichtbar ist: „Eine so lang anhaltende Eruption schließt viele mögliche Ursachen aus. Wir glauben, dass die Beobachtung am besten dadurch zu erklären ist, dass HOPS 383 plötzlich viel mehr Gas aus der umgebenden Scheibe aufnimmt.“, so Fischer. Dazu könne es kommen, wenn Instabilitäten in der Umgebung dazu führen, dass eine größere Menge Gas in kurzer Zeit auf den Protostern fällt. Die Forscher haben nun Beobachtungen des Objekts mit dem flugzeugbasierten Teleskop SOFIA beantragt, um neue Daten über die Entwicklung des Ausbruchs zu gewinnen.