ORION-4D: auf dem Weg zu einer einheitlichen Sternentstehungstheorie

In den letzten dreißig Jahren wurde zwischen zwei unabhängigen Mechanismen für die Entstehung von massearmen und massereichen Sternen in von Molekülwolken differenziert: während sich in Molekülwolken geringer Masse massearme und isolierte Sterne wie unsere Sonne bilden, entstehen Sternhaufen und massereiche Sterne ausschließlich in massiven Gaswolken. Jüngste Beobachtungen weisen allerdings darauf hin, dass es einen fließenden Übergang zwischen den beiden Szenarien gibt. Diese neuen Forschungsergebnisse werfen eine grundlegende Frage zur Beschreibung des Sternentstehungsprozesses in unserer Galaxie auf: Entspricht die klassische Dichotomie in der Sternentstehungstheorie tatsächlich einem Unterschied der Eigenschaften zwischen massearmen und massereichen Molekülwolken, oder ist diese Einteilung ein Resultat unserer Beobachtungsmethoden. Seit den ersten Beobachtungen von Molekülwolken ist es bekannt, dass Sterne mit geringer Masse in Gaskernen entstehen, die durch gravitativen Kollaps gebildet wurden. Aktuelle Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Herschel zeigen, dass die meisten dieser Kerne sowie sonnenähnliche Sterne in filamentartigen Strukturen mit Längen von mehreren Dutzend Lichtjahren eingebettet sind. Diese Filamente scheinen die inneren Strukturen von massearmen Molekülwolken zu dominieren. Ihre Rolle für Sternentstehungsgebiete innerhalb ihrer massereichen Gegenstücke ist allerdings noch nicht geklärt und Gegenstand kontroverser Diskussion in Fachkreisen. Meine Beobachtungen mit bodengestützten Radioteleskopen haben zum ersten Mal gezeigt, dass die scheinbar monolithischen Filamente der Herschel Beobachtungen tatsächlich aus einer Sammlung von kleineren Strukturen ("fibers", engl. für Fasern) aufgebaut sind. Diese Fasern sind in kompakten Bündeln angeordnet, zeichnen sich durch innere Geschwindigkeitsfelder im Unterschallbereich aus, und regulieren die Entstehung von dichten Gaskernen und Sternen. Das bahnbrechende Forschungsergebnis, dass "fibers" die fundamentalen Bausteine von massearmen Molekülwolken sind wurde in der Zwischenzeit von unabhängigen Beobachtungen und Simulationen bestätigt. Seitdem verdichten sich die Hinweise auf die Existenz von Fasern in massereichen Molekülwolken. Diese neuen Erkenntnisse sind die Grundlage für die Kernhypothese dieses Projekts: ähnliche, aber komplexere Netzwerke von Fasern erklären intuitiv die Entstehung von Sternhaufen und Interaktionen von mehreren Fasern würden die Bildung von massereichen Sternen begünstigen.