Ein Team internationaler Wissenschaftler unter der Leitung der Universität zu Köln hat ein außergewöhnliches astronomisches Phänomen im Sternentstehungsgebiet Cygnus X entdeckt, das als „Diamantring“ bezeichnet wird. Diese beeindruckende, ringförmige Struktur aus Gas und Staub erinnert an einen leuchtenden Diamantring und stellt eine Neuheit in der Astronomie dar, da sie sich stark von den üblichen kugelförmigen Blasen unterscheidet, die man in ähnlichen Regionen findet. Die Entdeckung wurde in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht und gibt neue Einblicke in die Prozesse, die zur Bildung von Sternen führen.
Der „Diamantring“ hat einen Durchmesser von etwa 20 Lichtjahren und strahlt intensiv im infraroten Licht. Er ist das Überbleibsel einer großen Blase, die einst durch die Strahlung und die Winde eines massiven Sterns entstanden ist. Diese Blase wurde durch einen Stern erzeugt, dessen Masse etwa das 16-fache der Sonne beträgt. Während andere ähnliche Strukturen durch eine schnell expandierende kugelförmige Hülle charakterisiert sind, zeigt der „Diamantring“ eine einzigartige Geometrie mit einem sich langsam ausdehnenden Ring.
Simon Dannhauer, der Leiter der Studie und Forscher am I. Physikalischen Institut der Universität zu Köln, erläutert: „Wir beobachten hier zum ersten Mal das Endstadium einer solchen Gasblase in einer flachen Wolkenstruktur.” Die Blase hat anscheinend an Stabilität verloren, was dazu führte, dass Gase in weniger dichte Bereiche der Umgebung entweichen konnten. Dies hat zur Folge, dass der Ring seine einzigartige flache Form beibehalten hat.
Die Forscher nutzten moderne Computersimulationen, um die Entstehung des Rings nachzuvollziehen. Diese Simulationen wurden auf dem Hochleistungsrechner „RAMSES“ durchgeführt. Ursprünglich wuchs die Blase in alle Richtungen, bevor sie in vertikaler Richtung entweichen konnte. Infolgedessen entstand die sichtbare Ringstruktur, die wir heute beobachten können. Schätzungen zufolge ist der „Diamantring“ etwa 400.000 Jahre alt, was im Vergleich zur Lebensdauer massereicher Sterne als relativ jung gilt.
Ein weiterer Aspekt der Entdeckung ist die technische Herausforderung, die mit den Beobachtungen verbunden war. Die Wissenschaftler nutzten das Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), ein modifiziertes Flugzeug, das in Höhen von über 13 Kilometern fliegt. Diese Höhe ermöglicht es den Forschern, Wellenlängen des Lichts zu beobachten, die von der Erdoberfläche aus nicht zugänglich sind. Die präzisen Messungen der Gasbewegung zeigen, dass sich der Ring mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,3 Kilometern pro Sekunde ausdehnt, was ungefähr 4.700 km/h entspricht. Im Vergleich zu anderen Blasen ist dies ein eher langsamer Prozess.
Die Entdeckung des „Diamantrings“ trägt erheblich zum Verständnis der Wechselwirkungen zwischen der Strahlung und den Winden junger Sterne und ihrer Umgebung bei. Dr. Nicola Schneider, Mitautorin der Studie, betont: „Der ‚Diamantring‘ ist ein Paradebeispiel dafür, wie enorm der Einfluss einzelner Sterne auf ganze Wolkenkomplexe sein kann.” Dr. Robert Simon ergänzt, dass solche Prozesse entscheidend für das Verständnis der Sternentstehung in unserer Milchstraße sind.
Für romantische Seelen gibt es jedoch einen kleinen Dämpfer: Die Ergebnisse zeigen, dass das, was von der Erde wie ein „Diamantring“ aussieht, in Wirklichkeit aus zwei separaten Objekten besteht. Der „Diamant“, ein Haufen junger Sterne, befindet sich einige Hundert Lichtjahre vor dem Ring und ist somit nicht Teil der Ringstruktur selbst.
Diese faszinierende Entdeckung eröffnet neue Perspektiven und Fragen zur Sternentstehung und zu den komplexen Prozessen im Universum. Die Kölner Astronomen haben mit ihrer Arbeit nicht nur ein neues astronomisches Phänomen entschlüsselt, sondern auch den Weg für zukünftige Forschungen in der Astrophysik geebnet.
