Protostern

Ein Protostern ist das Vorstadium eines Sterns: eine dichte Ansammlung von Gas und Staub, die unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabiert, aber im Kern noch nicht heiß und dicht genug ist, um Wasserstoff zu Helium zu fusionieren. Die Protosternphase beginnt, wenn ein Fragment einer Molekülwolke gravitativ instabil wird (das sogenannte Jeans-Kriterium), und dauert typischerweise einige hunderttausend bis wenige Millionen Jahre.

Der Kollaps einer Molekülwolke kann durch verschiedene Ereignisse ausgelöst werden: die Druckwelle einer nahen Supernova, die Gezeitenkräfte einer vorbeiziehenden Galaxie oder einfach durch Dichtefluktuationen innerhalb der Wolke. Während des Kollapses heizt sich das Material im Zentrum auf, und der Protostern beginnt im Infrarotlicht zu leuchten. Er ist von einer rotierenden Scheibe aus Gas und Staub umgeben (einer protoplanetaren Scheibe), aus der sich später Planeten bilden können.

Protosterne durchlaufen verschiedene Phasen, die als Klassen 0 bis III klassifiziert werden. In Klasse 0 ist der Protostern noch tief in seiner Geburtswolke verborgen und nur im Submillimeter-Bereich sichtbar. In Klasse III ist die Hülle weitgehend aufgelöst, und der junge Stern wird als T-Tauri-Stern sichtbar. Wenn die Kerntemperatur etwa 10 Millionen Kelvin erreicht, zündet die Wasserstofffusion, und der Stern tritt in die Hauptreihe ein.

Das James Webb Space Telescope hat seit 2022 spektakuläre Bilder von Protosternen in nahegelegenen Sternentstehungsgebieten wie dem Orion-Nebel und dem Schlangenträger-Komplex aufgenommen. In der Science-Fiction werden Protosterne gelegentlich als kosmische Brutstätten dargestellt, etwa in Gregory Benfords Galaktisches Zentrum-Saga.

Ein besonders eindrückliches Beispiel lieferte das James Webb Space Telescope 2022 mit einer Aufnahme des Protosterns L1527 im Sternbild Stier, rund 460 Lichtjahre entfernt. Das Bild zeigt eine leuchtende Sanduhrform aus Gas und Staub, in deren Taille eine dunkle, kantengesehene protoplanetare Scheibe verläuft, während Licht des verborgenen Protosterns oberhalb und unterhalb der Scheibe entweicht und Hohlräume im umgebenden Material zum Leuchten bringt. L1527 selbst ist mit geschätzten 100.000 Jahren noch sehr jung und hat den Übergang zu einem echten Stern noch nicht vollzogen, seine endgültige Masse und Form stehen also noch nicht fest.