Hubble beobachtet Sternhaufen in der Großen Magellanschen Wolke

Der Kugelsternhaufen NGC 1466 in den Randbereichen der Großen Magellanschen Wolke, aufgenommen vom Weltraumteleskop Hubble. (Credits: ESA / Hubble & NASA)
Der Kugelsternhaufen NGC 1466 in den Randbereichen der Großen Magellanschen Wolke, aufgenommen vom Weltraumteleskop Hubble. (Credits: ESA / Hubble & NASA)

Genau wie Menschen gleichen Alters völlig unterschiedlich aussehen können, so gilt das auch für Ansammlungen von Sternen. Neue Beobachtungen des NASA/ESA-Weltraumteleskops Hubble sprechen dafür, dass das chronologische Alter allein nicht die gesamte Geschichte erzählt, wenn es um die Entwicklung von Sternhaufen geht.

Frühere Forschungsarbeiten zur Entstehung und Entwicklung von Sternhaufen deuteten darauf hin, dass diese Systeme dazu tendieren, bei ihrer Entstehung kompakt und dicht zu sein, bevor sie sich mit der Zeit ausdehnen, um große und kleine Sternhaufen zu werden. Neue Hubble-Beobachtungen der Großen Magellanschen Wolke haben unser Wissen darüber vertieft, wie sich die Größe der Sternhaufen in der Großen Magellanschen Wolke mit der Zeit verändert.

Sternhaufen sind Ansammlungen von vielen (bis zu einer Million) Sternen. Es sind aktive Systeme, wo die gravitativen Wechselwirkungen zwischen den Sternen mit der Zeit ihre Struktur verändern, was Astronomen als dynamische Entwicklung bezeichnen. Aufgrund solcher Wechselwirkungen tendieren massereiche Sterne dazu, sich in Richtung der Zentralregion eines Sternhaufens zu bewegen. Massearme Sterne dagegen können aus dem System entkommen. Das erzeugt eine progressive Kontraktion des Sternhaufenkerns über verschiedene Zeitskalen und bedeutet, dass sich Sternhaufen mit dem gleichen chronologischen Alter hinsichtlich Erscheinungsbild und Form wegen ihres unterschiedlichen “dynamischen Alters” stark voneinander unterscheiden können.

Die fast 160.000 Lichtjahre entfernte Große Magellansche Wolke ist eine Satellitengalaxie unserer Milchstraßen-Galaxie, die Sternhaufen vieler Altersklassen beherbergt. Darin unterscheidet sie sich von unserer Milchstraßen-Galaxie, die hauptsächlich ältere Sternhaufen enthält. Die Größenverteilung als Funktion des Alters bei Sternhaufen in der Großen Magellanschen Wolke ist sehr rätselhaft, weil die jungen Sternhaufen alle kompakt sind, während die ältesten Systeme sowohl kleine und große Größen aufweisen.

Alle Sternhaufen, darunter jene in der Großen Magellanschen Wolke, beherbergen einen speziellen Sterntyp, sogenannte Blaue Nachzügler. Diese Sterne werden aufgrund ihrer blauen Farbe so genannt und deswegen, weil sie in ihrer Entwicklung ihren Nachbarn hinterherhinken. Unter bestimmten Umständen können Sterne zusätzlichen Brennstoff erhalten, der sie deutlich heller werden lässt. Das kann passieren, wenn ein Stern Materie von einem Begleitstern abzieht, oder wenn sie miteinander kollidieren.

Infolge des dynamischen Alterns bewegen sich massereichere Sterne in das Zentrum eines Sternhaufens, während der Sternhaufen altert. Dieser Prozess ist vergleichbar mit der Sedimentation und wird als zentrale Segregation bezeichnet. Blaue Nachzügler sind hell, wodurch sie relativ einfach zu beobachten sind, und sie besitzen hohe Massen, weshalb sie von der zentralen Segregation beeinflusst werden. Damit können sie verwendet werden, um das dynamische Alter eines Sternhaufens zu schätzen. (Blaue Nachzügler kombinieren eine relativ hohe Leuchtkraft mit einer hohen Masse, bezogen auf Sterne in Kugelsternhaufen, aber sie sind nicht die einzigen Sterne innerhalb dieser Sternhaufen, die entweder hell oder massereich sind.)

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Video-Link: https://youtu.be/mtNZi-yAuTY

 

Francesco Ferraro von der University of Bologna in Italien und sein Team nutzten das Weltraumteleskop Hubble, um Blaue Nachzügler in fünf (gleichaltrigen) Sternhaufen verschiedener Größen in der Großen Magellanschen Wolke zu beobachten. Den Forschern gelang die Sortierung der Sternhaufen in Bezug auf ihr dynamisches Alter.

“Wir haben demonstriert, dass verschiedene Strukturen von Sternhaufen den unterschiedlichen Graden des dynamischen Alterns geschuldet sind. Sie besitzen unterschiedliche physikalische Formen trotz der Tatsache, dass sie zum selben kosmischen Zeitpunkt entstanden. Dies ist das erste Mal, dass der Effekt des dynamischen Alterns in den Sternhaufen der Großen Magellanschen Wolke gemessen wurde”, sagte Ferraro.

“Diese Ergebnisse präsentieren erstaunliche Gebiete für weitere Forschung, weil sie einen neuen und wertvollen Weg offenbaren, die beobachteten Muster von Sternhaufen in der Großen Magellanschen Wolke zu lesen. Das bietet neue Einblicke in die Geschichte der Sternhaufenentstehung in der Großen Magellanschen Wolke”, ergänzte die Co-Autorin Barbara Lanzoni.

Quelle

(THK)

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