Ein Protostern ist ein sehr junger Stern, der sich noch im Prozess der Entstehung befindet. Diese "Sternenkinder" sind sozusagen die Vorstufe zu dem, was wir als normalen Stern kennen, und repräsentieren eine frühe und faszinierende Phase in der Sternentwicklung. Der Begriff leitet sich aus dem Griechischen ab: protos bedeutet "erster" und aster bedeutet "Stern". Die Protosternphase ist die früheste Phase im Prozess der Sternentstehung. Für einen Stern mit der Masse unserer Sonne dauert sie etwa 500.000 Jahre. Sie beginnt, wenn eine riesige Molekülwolke, die hauptsächlich aus Wasserstoff besteht, unter ihrer eigenen Schwerkraft zu kollabieren beginnt, und endet mit der Zündung der Kernfusion im Inneren des Sterns, wodurch er auf der Hauptreihe des Hertzsprung-Russell-Diagramms ankommt.

Dieser Kollaps wird oft durch ein nahegelegenes Ereignis ausgelöst, wie z. B. die Schockwelle einer Supernova oder den Vorbeiflug eines anderen Sterns. Wenn die Wolke kollabiert, erwärmt sie sich und verdichtet sich immer mehr. Ein Teil der Wolke beginnt sich zu einem dichten Kern zu verdichten, der von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben ist. Dieser Kern ist der Protostern. Er ist noch nicht heiß genug, um die Kernfusion zu starten, aber er strahlt bereits Wärme ab, die durch den Gravitationskollaps erzeugt wird. Diese Wärme kann im Infrarotbereich beobachtet werden. Während der Protostern weiter kollabiert, steigt seine Temperatur und Dichte weiter an. Gleichzeitig akkretiert er weiter Material aus der umgebenden Scheibe und wächst so an Masse. Dieser Prozess kann durch starke Sternwinde und Jets behindert werden, die Materie vom Protostern wegstoßen. Die Jets entstehen durch die Wechselwirkung des Magnetfelds des Protosterns mit der rotierenden Akkretionsscheibe und können sich über mehrere Lichtjahre erstrecken. Sie sind ein eindrucksvolles Zeugnis der turbulenten Vorgänge während der Sternentstehung.

Die Protosternphase ist eine kritische Phase in der Entwicklung eines Sterns. In dieser Phase wird die grundlegende Struktur des Sterns festgelegt und die Weichen für sein zukünftiges Schicksal gestellt. Die Masse, die ein Protostern während dieser Phase ansammelt, bestimmt seine spätere Masse und damit seine Leuchtkraft, seine Lebensdauer und sein endgültiges Schicksal. Protosterne mit geringer Masse entwickeln sich zu Roten Zwergen, die Billionen von Jahren leben können, während massereichere Protosterne zu massereichen Sternen werden, die nur einige Millionen Jahre leben, bevor sie in einer Supernova explodieren. Ein besonderes Augenmerk der Forschung liegt auf der umgebenden Scheibe, da in ihr Planeten entstehen können. Die Untersuchung von protoplanetaren Scheiben ermöglicht es Astronomen, die Bedingungen zu verstehen, unter denen sich Planetensysteme bilden, und liefert wichtige Erkenntnisse über die Entstehung unseres eigenen Sonnensystems.

Die Erforschung von Protosternen ist eine Herausforderung, da sie in dichte Staubwolken eingebettet sind, die das sichtbare Licht blockieren. Astronomen verwenden daher Teleskope, die im Infrarot- und Radiobereich des elektromagnetischen Spektrums empfindlich sind, um durch den Staub zu blicken und die Protosterne zu beobachten. In den letzten Jahren haben Teleskope wie das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) und das James Webb Space Telescope (JWST) unser Verständnis von Protosternen und der Sternentstehung revolutioniert. Sie haben es ermöglicht, die Struktur von Protosternen und ihren umgebenden Scheiben mit beispielloser Detailgenauigkeit zu untersuchen und die komplexen physikalischen und chemischen Prozesse zu enthüllen, die während der Geburt eines Sterns ablaufen.

Obwohl wir bereits viel über Protosterne gelernt haben, gibt es immer noch viele offene Fragen. Wie genau beeinflussen beispielsweise Magnetfelder und Turbulenz den Kollaps der Molekülwolke und die Akkretion von Material auf den Protostern? Wie entstehen die Jets und welchen Einfluss haben sie auf die Entwicklung des Protosterns und seiner Umgebung? Eine wirklich spannende Frage ist auch, wie oft und unter welchen Bedingungen sich in der protoplanetaren Scheibe Planeten bilden. Gibt es da draußen in den Geburtsstätten der Sterne bereits unzählige junge Planeten, die nur darauf warten, entdeckt zu werden? Die Erforschung von Protosternen wird uns in den kommenden Jahren sicherlich noch viele spannende Einblicke in die Entstehung von Sternen und Planeten liefern.