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 Lupus 3: Strahlender Glanz in der Dunkelheit
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Caro
Astrophysikerin

Deutschland
5892 Beiträge

Erstellt am: 31.01.2018 :  12:40:19 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Caro's Homepage  Antwort mit Zitat
Eine dunkle Wolke aus kosmischem Staub schlängelt sich durch diese spektakuläre Weitwinkelaufnahme und wird dabei vom hellen Licht junger Sterne erhellt. Bei dieser dichten Wolke handelt es sich um die Sternentstehungsregion Lupus 3, in der hell leuchtende, heiße Sterne aus kollabierenden Gas- und Staubmassen entstehen. Dieses Bild entstand aus Einzelaufnahmen, die mit dem VLT Survey Telescope und dem MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop aufgenommen wurden, und ist das bisher detaillierteste Bild dieser Region.

Die Sternentstehungsregion Lupus 3 liegt im Sternbild Scorpius (der Skorpion), nur 600 Lichtjahre von der Erde entfernt. Sie ist Teil eines größeren Komplexes, der sogenannten Lupuswolken, deren Name vom benachbarten Sternbild Lupus (der Wolf) stammt. Die Wolken ähneln Rauch, der vor dem Hintergrund von Millionen von Sternen wogt, aber in Wirklichkeit handelt es sich um eine sogenannte Dunkelwolke.

Nebel sind große Schwaden aus Gas und Staub zwischen den Sternen, die sich manchmal über Hunderte von Lichtjahren erstrecken. Während viele Nebel spektakulär durch die intensive Strahlung heißer Sterne erhellt werden, verhüllen Dunkelwolken das Licht der darin befindlichen Himmelskörper. Sie werden auch als Absorptionsnebel bezeichnet, weil sie aus kalten, dichten Staubpartikeln bestehen, die Licht absorbieren und streuen, das die Wolke passieren möchte.

Bekannte Dunkelnebel sind der Kohlensack und der sogenannte Große Riss, nahe dem Zentrum der Milchstraße. Beide sind groß genug, um mit bloßem Auge gesehen zu werden, und erscheinen tiefschwarz gegen die Helligkeit der Milchstraße.

Lupus 3 hat eine unregelmäßige Form, die wie eine unförmige Schlange am Himmel erscheint. In diesem Bild ist es eine Region der Kontraste aus dicken, dunklen Strängen, die dem grellen Licht der hellen, blauen Sterne in der Mitte gegenübergestellt sind. Wie die meisten Dunkelnebel ist Lupus 3 eine aktive Sternentstehungsregion, die sich hauptsächlich aus Protosternen und sehr jungen Sternen zusammensetzt. Störungen in der Nähe können dazu führen, dass sich die dichteren Klumpen des Nebels unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenziehen und dabei heißer werden und Druck aufbauen. Schließlich entsteht unter den extremen Bedingungen im Zentralbereich dieser kollabierenden Wolke ein Protostern.


Das Sternentstehungsgebiet Lupus 3. Bild: ESO/R. Colombari

Die beiden hellsten Sterne in der Mitte dieses Bildes haben genau diesen Prozess durchlaufen. Zu Beginn ihres Lebens wurde die von ihnen ausgesandte Strahlung weitgehend durch den dichten Schleier des Nebels blockiert und war nur mit Teleskopen für Infrarot- und Radiowellen sichtbar Als sie immer heißer und heller wurden, fegten ihre intensive Strahlung und die starken stellaren Winde die umliegenden Gebiete frei von Gas und Staub und ließen sie aus ihrer düsteren Kinderstube auftauchen und hell aufleuchten.

Die beiden Sterne sind noch sehr jung - so jung, dass die Kernfusion in ihren Kernen noch nicht gezündet hat. Stattdessen entsteht ihre Helligkeit durch die Umwandlung von Gravitationsenergie in Wärme, da sich ihre turbulenten Zentralbereiche zusammenziehen.

Das Verständnis von Nebeln ist entscheidend für das Verständnis der Prozesse der Sternentstehung - tatsächlich gehen Astronomen davon aus, dass sich die Sonne in einer Sternentstehungsregion gebildet hat, die Lupus 3 vor über vier Milliarden Jahren sehr ähnlich gewesen ist. Als eine der am nächsten gelegenen Sternkinderstuben ist Lupus 3 Gegenstand zahlreicher Studien gewesen: Bereits 2013 hat das MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop am La-Silla-Observatorium der ESO in Chile ein kleineres Bild seiner dunklen, rauchigen Säulen und hellen Sterne aufgenommen.

Weitere Infos, Bilder und Videos auf den Seiten der ESO unter https://www.eso.org/public/germany/news/eso1804/?lang

Bearbeitet von: Caro am: 03.02.2018 09:42:03 Uhr

TGM
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1007 Beiträge

Erstellt  am: 01.02.2018 :  07:37:38 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Caro,

sehr interessant, du schreibst, dass in beiden hellen, blauen Sterne die Kernfusion noch nicht gezündet hat und sie daher nur durch die Umwandlung von Graviationsenergie in Strahlung leuchten. Es dies ein Ergebnis der Theorie oder basiert das auf Beobachtungen? Woran erkennt man dies?

beste Grüße

Thomas

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Mettling
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
5409 Beiträge

Erstellt  am: 01.02.2018 :  08:00:38 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Caro,

Ich meine um die beiden Sterne in der Mitte eine Art bipolarer Struktur zu erkennen. Ist das real oder nur eine zufällige Struktur des umgebenden Nebels?

Neugierig:
Marcus

16" f/3,7 Dobson, 6" Reisedobs, C8, ED 80/560, Sunlux (Skylux/PST-Mod)
Vixen SP-DX und Porta, Star Adventurer
Zeige mir einen Dobson und ich zeige Dir eine Baustelle.

Bearbeitet von: am:
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Caro
Astrophysikerin

Deutschland
5892 Beiträge

Erstellt  am: 03.02.2018 :  09:48:23 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Caro's Homepage  Antwort mit Zitat
Hallo Thomas,

tatsächlich hat die ESO den Absatz mittlerweile aus der Meldung gestrichen, da war wohl ein Schreiberling etwas zu optimistisch...

Hallo Marcus,

das kommt durch die Halos um die Sterne zustande - wir hatten hier ja schon mehrmals die Halos der WFI-Kamera diskutiert. Zum Vergleich hier mal das Übersichtsbild vom Digitized Sky Survey:
http://www.eso.org/public/images/eso1303c/

Viele Grüße
Caro

Bearbeitet von: am:
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Mettling
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
5409 Beiträge

Erstellt  am: 03.02.2018 :  11:09:11 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Caro,

Danke für die Aufklärung. Wenn man den Stern rechts unten anschaut, sieht man den Halo ebenfalls, nur ist er deutlicher als Artefakt zu identifizieren. Vermutlich weil er nur von einem Stern gebildet wird und deshalb schärfer erscheint als beim Doppelstern in der Mitte.

Bis dann:
Marcus

16" f/3,7 Dobson, 6" Reisedobs, C8, ED 80/560, Sunlux (Skylux/PST-Mod)
Vixen SP-DX und Porta, Star Adventurer
Zeige mir einen Dobson und ich zeige Dir eine Baustelle.

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TGM
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1007 Beiträge

Erstellt  am: 03.02.2018 :  18:21:25 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Caro,

vielen Dank, ich hatte mich halt etwas gewundert, weil man normalerweise nur das Licht aus einer sehr dünnen Oberlfläche eines Sterns sehen kann.

beste Grüße

Thomas

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Caro
Astrophysikerin

Deutschland
5892 Beiträge

Erstellt  am: 04.02.2018 :  12:42:18 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Caro's Homepage  Antwort mit Zitat
Hallo Thomas,

das ansich ist jetzt erstmal kein Hinderungsgrund, denn die Spektren junger Sterne verraten einem jede Menge. Der klassische Indikator auf Fusionsprozesse ist das Vorhandensein von (primordialem) Lithium, weil Lithium-7 sehr leicht mit Wasserstoff zu 2x Helium-4 verfusioniert und somit abgebaut wird. Und weil junge Sterne fast unabhängig von der Masse voll konvektiv sind, macht sich das auch an der Oberfläche bemerkbar. Andere, indirekte spektroskopische Hinweise nehmen die Akkretionsrate auf den Stern her, um zu ermitteln, in welcher Phase (Class 0-III, Proto oder T Tauri) sich der Stern befindet, das ergibt sich üblicherweise über H-alpha-Emission. Mithilfe von Sternmodellen kann man dann abschätzen, wie wahrscheinlich es ist, ob die Fusion bereits gezündet hat. 100% eindeutig ist das aber natürlich nciht.

Viele Grüße
Caro

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TGM
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1007 Beiträge

Erstellt  am: 04.02.2018 :  17:17:01 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Caro,

vielen Dank für die Erläuterung, dass Konvektion eine wichtige Rolle spielen kann war mir nicht klar. Wie lange dauert es denn bis sich Materie vom Inneren bis an die Oberfläche bewegt? Bei Strahlung kann das ja sehr lange dauern.
Im Grunde hat ich ganz naiv angenommen, dass es letzlich recht egal ist, durch welchen Prozesse es im Sternzentrum sehr heiss ist, durch Fusion oder durch die gespeicherte Graviationsenergie. Eine klare spektroskopische Signatur sobald die Fusion zündet scheint es nicht zu geben, sondern es wird indirekt aus dem Vergleich von Spektren mit den Ergebnissen aus Simulationen darauf geschlossen, dass im Inneren Fusion stattfindet. Das Lithium taucht ja nicht in den Spektren auf, sondern es wird weniger, die Fusion muss also schon einen ganze Weile gelaufen sein bevor man einen Effekt sieht. Habe ich dies so richtig verstanden?

beste Grüße

Thomas

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Caro
Astrophysikerin

Deutschland
5892 Beiträge

Erstellt  am: 04.02.2018 :  18:00:26 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Caro's Homepage  Antwort mit Zitat
Hallo THomas,

fast Die Reaktion Lithium-7 + Proton -> 2x Helium-4 beginnt vor dem Einsetzen der normalen Wasserstoffusion (ähnlich dem Deuteriumbrennen) und das Abreichern des Lithium geht dann (auf astronomischen Zeitskalen) sehr schnell. Der Streitpunkt unter den Astronomen ist da eher, ob es nicht zu schnell geht, sprich alles Lithium schon weg ist und die normale Fusion immernoch nicht eingesetzt hat. Lithium hat bei kühleren Sternen (und Vor-Hauptreihensterne sind durch die Bank erstmal noch nicht heiß) eine sehr deutliche spektrale Signatur, als Indikator daß es losgeht, ist es in jedem Fall enorm sensitiv.

Viele Grüße
Caro

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TGM
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1007 Beiträge

Erstellt  am: 04.02.2018 :  19:02:02 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Caro,

alle klar, Danke!

beste Grüße

Thomas

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