13. Juni 2024: JWST enthüllt, dass der lang erforschte Stern tatsächlich Zwillinge sind

Webbs Mittelinfrarotinstrument, das bis zum Start vom Jet Propulsion Laboratory der NASA verwaltet wurde,
zeigte auch Gasströme auf, die von den Zwillingssternen in den Weltraum strömten.

Wissenschaftler erlebten kürzlich eine große Überraschung durch das James Webb-Weltraumteleskop der NASA,
als sie das Observatorium auf eine Gruppe junger Sterne namens WL 20 richteten.
Die Region wurde seit den 1970er Jahren mit mindestens fünf Teleskopen untersucht,
aber dazu waren Webbs beispiellose Auflösung und spezielle Instrumente erforderlich um zu enthüllen,
dass es sich bei dem, was Forscher lange für einen der Sterne hielten, WL 20S,
tatsächlich um ein Paar handelt, das sich vor etwa 2 bis 4 Millionen Jahren gebildet hat.

Die Entdeckung wurde mit Webbs Mid-Infrared Instrument (MIRI) gemacht und auf der 244.
Tagung der American Astronomical Society am 12. Juni vorgestellt. MIRI fand außerdem heraus,
dass die Zwillinge über übereinstimmende Gasstrahlen verfügen, die von ihrem Nord- und Südpol in den Weltraum strömen.

„Uns fiel die Kinnlade herunter“, sagte die Astronomin Mary Barsony, Hauptautorin einer neuen Arbeit,
in der die Ergebnisse beschrieben werden.
„Nachdem wir diese Quelle jahrzehntelang studiert hatten, dachten wir, wir wüssten sie ziemlich gut.
Aber ohne MIRI hätten wir nicht gewusst, dass es sich um zwei Sterne handelte oder dass diese Jets existierten.
Das ist wirklich erstaunlich. Es ist, als hätte man ganz neue Augen.“


Bild: NASA

Dieses Bild der Sterngruppe WL 20 kombiniert Daten vom Atacama Large Millimeter/submillimeter Array und dem Mid-Infrared Instrument
am Webb-Teleskop der NASA. Gasstrahlen, die von den Polen von Zwillingssternen ausgehen, erscheinen blau und grün.
Staub- und Gasscheiben, die die Sterne umgeben, sind rosa.


Eine weitere Überraschung erlebte das Team, als zusätzliche Beobachtungen des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA),
einer Gruppe von mehr als 60 Radioantennen in Chile, ergaben, dass Scheiben aus Staub und Gas beide Sterne umgeben.
Aufgrund des Alters der Sterne ist es möglich, dass sich in diesen Scheiben Planeten bilden.

Die kombinierten Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Zwillingssterne dem Ende dieser frühen Phase ihres Lebens nähern,
was bedeutet, dass Wissenschaftler die Möglichkeit haben, mehr darüber zu erfahren, wie die Sterne vom Jugendalter ins Erwachsenenalter übergehen.

„Die Leistung dieser beiden Teleskope zusammen ist wirklich unglaublich“, sagte Mike Ressler,
Projektwissenschaftler für MIRI am Jet Propulsion Laboratory der NASA und Co-Autor der neuen Studie.
„Wenn wir nicht gesehen hätten, dass es sich um zwei Sterne handelt, hätten die ALMA-Ergebnisse möglicherweise nur wie
eine einzelne Scheibe mit einer Lücke in der Mitte ausgesehen.
Stattdessen haben wir neue Daten über zwei Sterne, die sich eindeutig an einem kritischen Punkt in ihrem Leben befinden,
an dem die Prozesse, die sie gebildet haben, zum Erliegen kommen.“


Stellare Jets

WL 20 befindet sich in einer viel größeren, gut untersuchten Sternentstehungsregion der Milchstraße namens Rho Ophiuchi,
einer massiven Gas- und Staubwolke etwa 400 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Tatsächlich ist WL 20 hinter dicken Gas- und Staubwolken verborgen, die den größten Teil des sichtbaren Lichts
(Wellenlängen, die das menschliche Auge wahrnehmen kann) der dortigen Sterne blockieren.
Webb erkennt etwas längere Wellenlängen, Infrarot genannt, die diese Schichten durchdringen können.
MIRI erkennt die längsten Infrarotwellenlängen aller Instrumente auf Webb und ist daher gut gerüstet,
um in verborgene Sternentstehungsregionen wie WL 20 zu blicken.

Radiowellen können oft auch Staub durchdringen, weisen jedoch möglicherweise nicht die gleichen Eigenschaften wie Infrarotlicht auf.
Die Gas- und Staubscheiben, die die beiden Sterne in WL 20S umgeben, emittieren Licht in einem Bereich,
den Astronomen als Submillimeter bezeichnen. Auch diese durchdringen die umgebenden Gaswolken und wurden von ALMA beobachtet.


Bilder: NASA


Diese vier Bilder zeigen das Sternensystem WL 20 aus der Sicht (von links) der Infrarot-Teleskopanlage der NASA am Mauna-Kea-Observatorium,
dem Hale-5,0-Meter-Teleskop, dem Palomar-Observatorium, dem Keck-II-Teleskop sowie dem Webb-Teleskop der NASA und dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter-Array.


Aber Wissenschaftler hätten diese Beobachtungen leicht als Beweis für eine einzelne Scheibe mit einer Lücke darin interpretieren können,
wenn MIRI nicht auch die beiden Sternjets beobachtet hätte.
Die Gasstrahlen bestehen aus Ionen oder einzelnen Atomen, denen einige Elektronen entzogen wurden und die im mittleren Infrarotbereich strahlen,
jedoch nicht im Submillimeterbereich. Nur ein Infrarotinstrument mit räumlicher und spektraler Auflösung wie das von MIRI konnte sie sehen.

ALMA kann auch Wolken aus übriggebliebenem Formationsmaterial um junge Sterne beobachten.
Diese Gas- und Staubwolken bestehen aus ganzen Molekülen wie Kohlenmonoxid und strahlen Licht mit diesen längeren Wellenlängen aus.
Das Fehlen dieser Wolken in den ALMA-Beobachtungen zeigt, dass die Sterne ihre anfängliche Entstehungsphase überschritten haben.

„Es ist erstaunlich, dass diese Region uns noch so viel über den Lebenszyklus von Sternen lehren kann“, sagte Ressler.
„Ich bin gespannt, was Webb sonst noch verraten wird.“