Magnetfelder erklären, wie Doppelsterne entstehen

Sterne entstehen in riesigen Wolken aus Gas und Staub. Wenn Teile dieser Wolken unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren, bilden sich dichte Kerne – die Keimzellen neuer Sterne. Oft entstehen dabei nicht einzelne Sterne, sondern Paare: sogenannte Doppelsternsysteme. Beobachtungen zeigen, dass viele dieser Systeme bereits sehr früh entstehen, noch bevor die Sterne selbst vollständig ausgebildet sind. Doch wie zwei wachsende Protosterne so schnell nahe genug zusammenkommen können, um ein gebundenes Paar zu bilden, war lange ein Rätsel.

Forscher des National Institute of Natural Sciences in Japan haben dieses Rätsel nun mit Hilfe von Supercomputern gelöst. Sie simulierten die Entstehung von Doppelsternen mit und ohne Berücksichtigung von Magnetfeldern. Das Ergebnis: Magnetfelder, die das umgebende Gas durchziehen, wirken wie eine kosmische Bremse. Sie entziehen dem System Drehimpuls – also die Rotationsenergie – und lassen die beiden Protosterne spiralförmig aufeinander zusteuern. Ohne Magnetfelder entfernten sich die Sterne dagegen voneinander.

Die Entdeckung ist nicht nur für die Sternentstehung wichtig. Die Forscher vermuten, dass ein ähnlicher Mechanismus auch bei viel größeren Objekten wirkt: bei Doppel-Schwarzen-Löchern. Wenn Galaxien kollidieren, können sich die supermassiven Schwarzen Löcher in ihren Zentren zu Paaren zusammenfinden. Auch hier könnten Magnetfelder im umgebenden Gas den Drehimpuls abbauen und die Verschmelzung einleiten – ein Prozess, der zur Entstehung der größten Schwarzen Löcher im Universum führt.

Die Simulationen wurden auf den japanischen Supercomputern ATERUI II und ATERUI III durchgeführt. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht. Direkte Simulationen der Entwicklung massereicher Doppel-Schwarzer-Löcher sind aufgrund der enormen Zeitskalen noch nicht möglich – die Forscher betonen, dass weitere Studien nötig sind, um die Rolle der Magnetfelder bei diesen extremen Objekten vollständig zu verstehen.