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COMPUTERSIMULATIONEN
Wie die ersten Sternhaufen entstanden
von Stefan Deiters
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14. Mai 2002

Kugelsternhaufen gehören zu den ältesten Bestandteilen unserer Milchstraße und gelten daher als Zeuge der frühen Entwicklung im Universum. Bis heute gibt es allerdings noch keine Theorie, die die Entstehung dieser Ansammlungen von bis zu einer Millionen Sterne erklären kann. Neue Computersimulationen kommen jetzt jedoch zu einem interessanten Ergebnis: Vielleicht entstanden sie "relativ normal".

Trapez-Haufen

Die Zentralregion des Orion-Nebels mit dem Trapez-Haufen in der Mitte. Foto: ESO

Dr. Ralph E. Pudritz von der kanadischen McMaster University und Dr. Melinda Weil vom City College of San Francisco stellten auf einer Tagung der kanadischen astronomischen Gesellschaft die Ergebnisse ihrer jüngsten Modellrechnungen vor. Danach bilden sich riesige kalte Gaswolken in jungen, nur etwa eine Milliarde Jahren alten Galaxien. Diese Wolken haben bis zu tausend Mal mehr Masse als die jeder Wolke, die man heute in unserer Milchstraße beobachtet und könnten die Geburtsstelle von Kugelsternhaufen, den ältesten Bestandteilen unserer Milchstraße sein.

Die Simulationen der beiden Forscher, die auf Computern in Großbritannien und Kanada durchgeführt wurden, begannen mit dem so genannten kosmologischen Standardmodell. Danach entstehen Strukturen aus winzigen Fluktuationen in der "Ursuppe". Diese Fluktuationen hat man in der kosmischen Hintergrundstrahlung beobachtet. Diese winzigen Fluktuationen, also kleine Bereiche, wo die Dichte ein wenig größer ist als in der Nachbarregion, können mit der Zeit zu Saatkörnern für die Entstehung der ersten Galaxien und der gefundenen Gaswolken anwachsen.

Die Astrophysiker haben ihre Simulationen nun so eingerichtet, dass sie besonders die Entwicklung dieser Gaswolken detailliert verfolgen können. Danach bilden sich aus vielen kleineren Gaswolken mit der Zeit immer größere Wolken, die die Forscher Superriesenwolken nennen. Dabei gleicht ihr Massenspektrum den Wolken, die wir aus unserer Milchstraße als stellare Kinderstuben kennen - den Riesenmolekülwolken. Der einzige Unterschied ist die Größe: Während die Superriesenwolken über 1000 Lichtjahre groß sein können, bringen es die Riesenmolekülwolken kaum auf ein Lichtjahr.

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Ein weiteres faszinierendes Ergebnis der Simulationen ist, dass sich diese Geburtsstätten für Kugelsternhaufen ganz unabhängig vom anfänglichen kosmologischen Modell entwickeln. Für die Theoretiker ein Segen: Zwar glaubt man die grundsätzlichen Vorgänge nach dem Urknall verstanden zu haben, doch gibt es noch große Unsicherheiten über die genauen "Zutaten", die man benötigt, um unser heutiges Universum entstehen zu lassen. Hauptunterschied zwischen verschiedenen kosmologischen Modellen ist für die Superriesenwolken laut Pudritz und Weil lediglich der genaue Zeitpunkt, zu dem die ersten Kugelsternhaufen geboren werden.

"Unsere Rechnungen zeigen, dass die Entstehung der ersten Sternhaufen im Universum sich nicht allzu sehr von der Entstehung von Sternhaufen unterschieden hat, die wir heute in der Nähe unserer Milchstraße beobachten können, etwa dem Trapez-Haufen im Orion-Nebel", erläutert Pudritz. Der Hauptunterschied sei, "dass der Orion-Sternhaufen ein regelrechter Zwerg ist. Tausende davon würden ohne Probleme in einen Kugelsternhaufen passen."

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