Säulen der Schöpfung

Großansicht Credit: Lori Allen, Xavier Koenig (Harvard-Smithsonian CfA) et al., JPL-Caltech, NASA

Dies ist wieder eines jener Bilder aus der Astronomie, in denen man baden kann: Einfach auf Großansicht klicken und eintauchen, um immer wieder neue Details zu entdecken. Was wir hier sehen ist ein Sternentstehungsgebiet, mit Namen IC 1848 (oder auch W 5). Das Objekt hat einen Durchmesser von circa 2.000 Lichtjahre und befindet sich in 6.500 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Cassiopeia. Dieses Sternbild ist wegen seiner markanten zackigen Sternlinie auch als Himmels-W bekannt. Das Bild unten zeigt die Lage von IC 1848 unterhalb dieser Sternlinie. Das W ist zu diesem Zeitpunkt um 90° gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Bei der Orientierung hilft sicherlich auch der Polarstern links im Bild.

Redshift

 Das Bild wurde mit dem Weltraumteleskop Spitzer aufgenommen. Dieses Teleskop beobachtet im infraroten Spektralbereich, also bei Wellenlängen, die für unser Auge nicht mehr wahrzunehmen sind. Wir bemerken Infrarotlicht als Wärmestrahlung. Daher geben auch die Farben in dem Bild oben nicht den Anblick wieder, den wir als Astronauten mit bloßen Augen hätten. Stattdessen sind die Farben repräsentativ: Rot eingefärbt ist warmer Staub, grün und weiß besonders dichte Gaswolken. Die Beobachtungen der Astronomen zeigen, dass die massereichen Sterne im Inneren von IC 1848 älter sind, als die Sterne am Rand. Sie befinden sich in den freien Höhlungen der Gas- und Staubwolke und erodieren mit ihrer Strahlung das Gas. Dabei entstehen die weißen säulenartigen Strukturen. An deren Kopf ist die Materie schon so dicht gepackt, dass sie der Erosion wiederstrebt und im Schatten dieser "Knoten" bleibt das Material als Säule erhalten.

Die Vorstellung, dass Sterne und damit ganze Planetensysteme aus kollabierenden Gas- und Staubwolken entstehen, wird als Nebulartheorie bezeichnet. Das Problem an der Theorie ist, dass solch eine Wolke nicht einfach kollabieren kann. Das warme, aus dem Zentrum dieses riesigen Komplex strömende Gas aber könnte das kühlere Gas in den Außenbereichen komprimieren und so den Kollaps der Wolke einleiten. Auf diese Weise pflanzt sich die Sternentstehung von innen nach außen fort, was dem beobachteten Alter der Sterne entspricht.

Die Sterne leisten sich also gewissermaßen gegenseitig Geburtshilfe, was erklärt, warum Sterne oft im losen Verbund, offene Sternhaufen genannt, vorkommen. Bei unserer Sonne war es aber vermutlich nicht die Geburt, sondern der Tod eines andere Sterns, der den solaren Urnebel kollabieren lies, aus dem wir entstanden - es war die Schockwelle einer nahen Supernova-Explosion. Diese Hypothese wird durch die Untersuchung von Meteoriten erhärtet. Dabei handelt es sich um Steine, die vom Himmel gefallen sind. Stammen diese ursprünglich aus dem Asteroidengürtel, handelt es sich dabei um Reste der Materie, die sozusagen bei der Planetenbildung übrig geblieben ist, also Gestein, dass aus dem solaren Urnebel auskondensiert wurde und sich seit dem nicht mehr wesentlich verändert hat. In diesem Gestein kann man das Isotop Xenon-129 nachweisen. Dabei handelt es sich um ein chemisch träges Edelgas, das auch unter den Bedingungen des Weltalls nicht auskondensiert, es dürfte also in dem Gestein gar nicht vorkommen. Was aus dem solaren Urnebel kondensieren und in das Gestein eingebaut werden kann, ist Iod-129. Aus diesem bildet sich Xenon-129 durch radioaktiven Zerfall. Entscheidend ist aber nun, dass die Halbwertszeit des Iod-129 nur 17 Millionen Jahre beträgt. Es ist also ein eher kurzlebiges Element. Um die Mengen an Xenon zu erklären, darf zwischen der Bildung von Iod-129 und seinem Einbau in das Meteoritenmaterial nur wenige Millionen Jahre vergangen sein. Da sich das radioaktive Isotop Iod-129 während einer Supernova bildet, können wir schließen, dass kurz vor dem Kollaps des solaren Urnebels eine solche Explosion stattgefunden hat. Sie hat die Urwolke mit Elementen angereichert und den Kollaps verursacht.

Übrigens: Sterne bilden sich in unserer Galaxie, der Milchstraße, derzeit eher selten. Im Schnitt einer pro Jahr, was gemessen an der Anzahl der Sterne von circa 100 Milliarden wenig ist.