Astronomen der Lund University in Schweden haben jetzt die Erklärung zu einem kürzlich entdeckten Rätsel um das Zentrum der Milchstraßen-Galaxie gefunden: Die hohen Scandium-Konzentrationen, die im vergangenen Frühjahr nahe des gigantischen Schwarzen Lochs in der Milchstraßen-Galaxie beobachtet wurden, waren in Wirklichkeit eine optische Illusion.
Im vergangenen Frühjahr veröffentlichten Forscher eine Studie über die scheinbare Präsenz verblüffender und ungewöhnlich hoher Konzentrationen von drei verschiedenen Elementen in roten Riesensternen, die weniger als drei Lichtjahre von dem Schwarzen Loch im Zentrum unserer Galaxie entfernt sind. Verschiedene mögliche Erklärungen wurden präsentiert, beispielsweise dass die hohen Konzentrationen die Auswirkungen von früheren Sternen waren, die beim Sturz in das Schwarze Loch zerrissen wurden. Eine andere Möglichkeit besagte, dass sie die Folge von Überresten der Kollision von Neutronensternen waren.
Jetzt hat eine andere Astronomengruppe von der Lund University und anderen Einrichtungen in Zusammenarbeit mit der University of California in Los Angeles (UCLA) eine Erklärung für die hohen Konzentrationen an Scandium, Vanadium und Yttrium gefunden. Die Wissenschaftler argumentieren, dass die sogenannten Spektrallinien, die im letzten Frühjahr präsentiert wurden, in Wirklichkeit eine optische Täuschung waren. Spektrallinien werden verwendet, um festzustellen, welche Elemente ein Stern enthält, indem sein eigenes Licht analysiert wird.
“Diese roten Riesensterne haben den Großteil ihres Wasserstoffvorrats verbraucht und ihre Oberflächentemperaturen sind deshalb nur halb so hoch wie die der Sonne”, sagte Brian Thorsbro, der Hauptautor der Studie und Doktorand der Astronomie an der Lund University.
Der neuen Studie zufolge halfen die niedrigeren Temperaturen der Riesensterne dabei, die optische Täuschung zu erschaffen, die in den Messungen der Spektrallinien erschien. Genauer gesagt bedeutet es, dass sich die Elektronen in den Elementen bei unterschiedlichen Temperaturen anders verhalten, was wiederum irreführend sein kann, wenn die Spektrallinien von Elementen in verschiedenen Sternen gemessen werden. Die Schlussfolgerung ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit zwischen Astronomen und Atomphysikern.
Brian Thorsbro und seine Kollegen hatten dank ihrer Zusammenarbeit mit R. Michael Rich von der UCLA eines der weltgrößten Teleskope am W. M. Keck Observatory auf dem Mauna Kea (Hawaii) zu ihrer Verfügung. Mit diesem Teleskop und anderen führt das Forschungsteam momentan eine umfangreiche Kartierung der Zentralgebiete der Milchstraßen-Galaxie durch. Dabei messen die Wissenschaftler die Spektrallinien in dem Licht von verschiedenen Sternen, um herauszufinden, welche Elemente sie enthalten. Der Zweck dieses Vorhabens liegt darin, die Ereignisse zu verstehen, die in der Geschichte der Milchstraßen-Galaxie stattgefunden haben, aber auch darin zu verstehen, wie Galaxien allgemein entstanden sind.
“Unsere Zusammenarbeit ist weltführend bei der systematischen Kartierung der Elemente, die in dem riesigen zentralen Sternhaufen vorkommen – dem Sternhaufen, der das Schwarze Loch umgibt”, sagte der Forschungsleiter und Astronom Nils Ryde von der Lund University.
Die Spektrallinien der verschiedenen Elemente werden von einem hochauflösenden Spektrometer aufzeichnet, einer modernen Kamera, die die Regenbogenfarben aus dem Sternlicht erzeugt. Das Forschungsteam hat den Teil des Spektrums untersucht, der in den nahinfraroten Bereich fällt, also die Wärmestrahlung der Sterne. Der Grund dafür ist, dass infrarotes Licht den Staub durchdringen kann, der die Sichtlinie zwischen uns und dem Zentrum der Milchstraßen-Galaxie verdunkelt, das rund 25.000 Lichtjahre entfernt ist. Die Technologie für die Aufzeichnung dieses Lichts ist sehr modern und erst kürzlich für Astronomen verfügbar geworden.
“Wir haben erst damit begonnen, die stellaren Zusammensetzungen in diesen Zentralgebieten der Milchstraßen-Galaxie zu kartieren”, sagte Nils Ryde.
Abhandlung: “Evidence against Anomalous Compositions for Giants in the Galactic Nuclear Star Cluster“, veröffentlicht im Astrophysical Journal
(THK)
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