In den Tiefen des Kosmos, in einer Entfernung von rund tausend Lichtjahren, formt sich einer der jüngsten Sterne – der Protostern HH 211. Er ist erst etwa 35.000 Jahre alt und weist lediglich 6% der Sonnenmasse auf. Dieser kosmische Säugling konnte nun von einem internationalen Astronomenteam mithilfe des ALMA-Teleskops in der chilenischen Atacama-Wüste beobachtet werden.
Der Prozess der Sternentstehung ähnelt einer komplexen Baustelle. Um das junge Gestirn bildet sich eine Akkretionsscheibe, eine rotierende Wolke aus Gas und Staub. Material aus dieser Scheibe fällt allmählich auf den Stern und nährt so sein Wachstum. Dabei entsteht jedoch ein Problem: Das rotierende Material besitzt zu viel Drehimpuls, und ohne ein „Überdruckventil“ könnte es nicht effizient akkretiert werden. Als solches Ventil dienen gewaltige bipolare Teilchenströme – sogenannte Jets –, die den überschüssigen Drehimpuls in entgegengesetzte Richtungen vom Stern wegkatapultieren.
Bislang war es Astronomen nicht möglich, den exakten Ursprung dieser Jets auszumachen. Sie entstehen in unmittelbarer Nähe zum Protostern – in Entfernungen, die um ein Vielfaches geringer sind als die Distanz zwischen Erde und Sonne. Die Startregion ist von dichtem Staub verhüllt, den optische und Nahinfrarot-Teleskope wie das James-Webb-Weltraumteleskop nicht durchdringen können. Hier erwies sich ALMA als entscheidend – das weltweit größte Netzwerk von Radioteleskopen, das im Millimeter- und Submillimeterbereich arbeitet. Diese Wellen durchdringen Staubschleier mühelos.
Die Beobachtungen belegten, dass sich der Jet von HH 211 mit mehr als 100 Kilometern pro Sekunde bewegt, dabei jedoch nur sehr langsam rotiert. Unter Berücksichtigung von Drehimpulserhaltung und Energie konnte das Team um Chin-Fei Lee vom ASIAA den Startpunkt exakt lokalisieren: Er befindet sich am innersten Rand der Akkretionsscheibe, lediglich 0,02 Astronomische Einheiten vom Protostern entfernt. Dies steht in bestem Einklang mit dem theoretischen X-Wind-Modell, wonach das Magnetfeld wie eine gigantische Schleuder wirkt, die das Gas nach außen katapultiert.
Zum ersten Mal gelang es, die Geburtsstätte eines magnetischen protostellaren Jets mit einer solchen Genauigkeit zu erfassen. Dies ist ein wichtiger Schritt, um zu verstehen, wie Sterne ihren überschüssigen Drehimpuls abgeben und weiter wachsen. Da sich in denselben Scheiben auch Planeten bilden, helfen die neuen Erkenntnisse dabei, auch die frühen Phasen der Entstehung von Planetensystemen besser zu begreifen.
Die Bilder von ALMA vervollständigen das vom James-Webb-Teleskop gelieferte Bild: Gemeinsam zeigen sie, wie der Jet die umgebende Materie durchbricht und eine leuchtende Spur im Kosmos hinterlässt. Die Beobachtung von HH 211 gleicht einem Blick in ein Labor, in dem die Natur direkt vor unseren Augen neue Sterne erschafft. Jeder dieser Einblicke bringt uns der Antwort auf die ewige Frage näher, wie aus kalten Gaswolken Sonnen und vielleicht sogar Welten wie die unsere hervorgehen.
