M3 Interstellares Medium und Sternentstehung

Thema

Das zentrale Element dieses Modells ist die riesige Molekülwolke, die kollabiert und einen Stern entstehen lässt.

Sternentstehung findet in diesen Molekülwolken statt, kalten und dichten Regionen des interstellaren Mediums, sobald die Masse der Wolke einen kritischen Wert, die Jeans-Masse, überschreitet. Diese nimmt mit sinkender Temperatur und Dichte der Wolke ab. Aufgrund dieser Abnahme der Jeans-Masse kollabieren kältere, kompaktere Wolken deutlich leichter als warme, diffuse Wolken.

Der Kollaps dieser Wolke beginnt isotherm, da sich das Gas während der Kompression noch effizient durch die Emission von Molekülstrahlung abkühlt. Sobald die Dichte jedoch einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, wird der Kollaps adiabatisch. Das Überschreiten dieses Schwellenwerts führt zu einem Anstieg der Gastemperatur, und in diesem Moment entsteht der Protostern im Zentrum der kollabierenden Wolke.

Die Akkretionsleuchtkraft, die Gravitationspotenzialenergie des Gases, das kontinuierlich auf den Protostern strömt und in Strahlung umgewandelt wird, bestimmt dessen Helligkeit in dieser Phase maßgeblich: Sie nimmt mit der Fallgeschwindigkeit des Gases zu und mit zunehmendem Radius des Protosterns ab.

Die anfängliche Salpeter-Massenfunktion beschreibt derweil die Massenverteilung der neugeborenen Sterne innerhalb derselben Wolke: Leichte Sterne sind mit Abstand am zahlreichsten, doch die wenigen massereichen Sterne, die entstehen, dominieren sowohl die Gesamtleuchtkraft der Gruppe als auch die chemische Anreicherung, die diese Wolke letztendlich zur gesamten Galaxie beiträgt.

Die Sternentstehung erzeugt jedoch einen eigenen Rückkopplungsmechanismus: Die bipolaren Jets, Winde und ionisierenden Photonen, die von den neugeborenen Sternen emittiert werden, wirken wie eine Bremse auf die Wolke, aus der sie entstanden sind, und begrenzen die Effizienz des gesamten Prozesses auf kaum mehr als ein Prozent der ursprünglichen Wolkenmasse. So führt die Sternentstehung, ausgehend von der riesigen Molekülwolke, mit der dieses Dokument beginnt, bis hin zur Rückkopplung, die sie verlangsamt und mit der es endet, über die Jeans-Masse, den Protostern und die Akkretionsleuchtkraft, dazu, dass dieselbe Wolke schließlich mit den Produkten der wenigen Sterne, die sie bilden kann, ihre eigene Fähigkeit zur weiteren Sternentstehung begrenzt.

ID:3937