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GALAXIEN
Sternhaufen verraten Sternentstehungsgeschichte
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Bonn
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9. November 2010

In Galaxien werden regelmäßig neue Sterne geboren. In welchem Ausmaß dies geschieht, verrät den Astronomen einiges über die Entwicklung der Systeme. Wissenschaftler der Universitäten in Bonn und Cambridge haben nun ein neues Verfahren entwickelt, um mehr über die Sternentstehungsgeschichte von weit entfernten Galaxien zu erfahren. Die ersten Resultate erscheinen vielversprechend.

LMC

Die Große Magellansche Wolke.  Bild: ESO

Die Entwicklungsgeschichte einer Galaxie von ihrer Entstehung kurz nach dem Urknall bis heute lässt sich aus ihren Sternen ablesen. Das Beispiel der Großen Magellansche Wolke verdeutlicht das: Die Zwerggalaxie befindet sich heute auf einer Bahn um die Milchstraße. In ihr entstehen seit ein bis zwei Milliarden Jahren deutlich mehr Sterne als zuvor. Das deutet darauf hin, dass sich die Magellansche Wolke erst seit dieser Zeit im gravitativen Einflussbereich der Milchstraße befindet.

Die Sternentstehungsgeschichte einer Galaxie lässt sich also gewissermaßen wie ihr "kosmologisches Tagebuch" lesen. Dies machten sich Astronomen bislang mit zwei unterschiedlichen Methoden zu Nutze. "Bei Galaxien in unserer Nähe ist die Sache vergleichsweise einfach", erklärt Thomas Maschberger vom Argelander-Institut für Astronomie: "Mit steigendem Alter verändern Sterne nämlich ihre Farbe und Helligkeit. Wir beobachten sie also mit dem Teleskop und können dann aus Farb-Helligkeits-Diagrammen das Alter der Sterne ablesen."

Das machen die Astronomen nicht nur für einen Stern - im Falle der Großen Magellanschen Wolke sind es 24 Millionen. "So können wir beispielsweise feststellen, wann die Galaxie hinsichtlich der Entstehung neuer Sterne besonders aktiv war", erläutert der Bonner Astronom Professor Dr. Pavel Kroupa. Für weiter entfernte Galaxien nutzen die Wissenschaftler dagegen das Licht aller Sterne in ihnen zusammen. Aus diesem Gesamtspektrum lassen sich ebenfalls Rückschlüsse auf die Sternentstehungsgeschichte ziehen. Die Ergebnisse sind allerdings wesentlich weniger detailreich.

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Die Astronomen aus Bonn und Cambridge haben nun eine neue Methode zur Auswertung galaktischer Tagebücher erprobt. Basis dafür sind die Umstände, in denen Sterne innerhalb einer Galaxie entstehen. Typischerweise geschieht das nicht in völliger Isolation, sondern in Sternhaufen. Sie entstehen, wenn das Gas innerhalb der Galaxie lokal kondensiert. Je mehr Sterne in einer Galaxie entstehen, desto mehr Sternhaufen finden sich in ihr und desto heller sind sie. Das Alter dieser Strukturen lässt sich ebenfalls über das von ihnen ausgehende Licht bestimmen.

"Auf diese Weise können wir also genau wie anhand von Einzelsternen die Sternentstehungsgeschichte rekonstruieren", betont Kroupa. "Der Vorteil daran: Sternhaufen lassen sich auch in relativ weit entfernten Galaxien noch individuell auswerten. Wir können daher für eine viel größere Zahl von Galaxien erheblich detailliertere Ergebnisse erhalten, als bisher möglich war."

Ein erster Testfall war die Anwendung der Methode auf die Große Magellansche Wolke. Durch ihre Nähe war es den Forschern möglich, die Sternhaufen-Methode mit der Farben-Helligkeits-Diagramm-Methode zu vergleichen. "Beide führen für die letzte Milliarde Jahre zu im Wesentlichen identischen Ergebnissen", freut sich Maschberger. "Das zeigt, dass unser Vorschlag funktioniert und auch auf weitere Galaxien angewandt werden kann."

Für die entferntere Vergangenheit unterscheiden sich die Ergebnisse jedoch: Es gibt weit mehr alte Sterne, als man anhand der sichtbaren Sternhaufen erwarten würde. Dieser Befund ist bisher rätselhaft: Könnte sich die Art geändert haben, wie sich Sterne bilden? Oder ist vielleicht die Wechselwirkung der Großen Magellanschen Wolke mit der Milchstraße dafür verantwortlich? "Diese Fragen machen unsere Arbeit in der nächsten Zeit außerordentlich spannend," so Maschberger.

Die Ergebnisse der Astronomen erscheinen in Kürze in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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siehe auch
Hubble: Die Sternentstehungsgeschichte von NGC 2976 - 14. Januar 2010
Hubble: Galaxienvielfalt in unserer Nachbarschaft - 1. Oktober 2008
Links im WWW
Universität Bonn
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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