Anfangsmasse

Anfangsmasse bezeichnet in der Astronomie die Masse eines Sterns oder Protosterns zum Zeitpunkt seiner Geburt, also nachdem der Akkretionsprozess in der jungen Sternpopulation größtenteils abgeschlossen ist. Sie dient als Ausgangsgröße für Modelle der Sternentstehung und für die Entwicklung von Sternpopulationen, da die Anfangsmasse maßgeblich die spätere Lebensbahn eines Objekts bestimmt, einschließlich der Frage, ob genügend Masse vorhanden ist, um Wasserstofffusion zu zünden.

In der Theorie erstreckt sich der Bereich der Anfangsmasse von Objekten deutlich unterhalb der Sonnenmasse bis hin zu hohen Massen. Objekte mit Anfangsmasse unter der sogenannten Wasserstoff-Brenn-Massegrenze von circa 0,08 Sonnenmassen entwickeln sich zu braunen Zwergen und zünden kein dauerhaftes Wasserstoffbrennen. Obere Grenzwerte ergeben sich aus den physikalischen Bedingungen der Molnebel und der Turbulenz, sodass in Sternentstehungsregionen typischerweise eine breite Spanne von Anfangsmasse auftreten kann, oft von vielen Jupitermassen bis hin zu mehreren Dutzend oder sogar über hundert Sonnenmassen.

Der Begriff ist eng verknüpft mit der Initial Mass Function (IMF), der Verteilungsfunktion, die angibt, wie viele Objekte in einer Sternentstehungsregion in bestimmten Massebereichen gebildet werden. Gängige IMF-Modelle umfassen Formen wie die Salpeter-Verteilung für höhere Massen und moderierende Schemas (z. B. Kroupa, Chabrier) für niedrigere Massen. Die Anfangsmasse einer Population beeinflusst maßgeblich deren Lichtkraft, Lebensdauer, Supernova-Häufigkeit und chemische Entwicklung einer Galaxie.

Messbar ist die Anfangsmasse indirekt: aus der Position im Hertzsprung-Russell-Diagramm in jungen Sternhaufen, aus Spektralmerkmalen, aus dynamischen Massen in Binären oder durch Population-Synthese-Modelle, die beobachtbare Eigenschaften auf eine Massenverteilung zurückführen. Die Unterscheidung zwischen Anfangsmasse und heutiger Masse ist wichtig, da Sterne durch Massenzuflüsse, Massenauswurf und evolutionäre Prozesse Masse verlieren können.