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STERNHAUFEN
Manchmal etwas komplizierter
von Stefan Deiters
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25. Februar 2013

Die Bewegung und die Position der Sterne in einem Kugelsternhaufen sollte eigentlich nur von der Gravitation beeinflusst werden. Als Astronomen nun aber den jungen Kugelsternhaufen NGC 1818 in der Großen Magellanschen Wolke mithilfe des Weltraumteleskops Hubble genauer untersuchten, wurde ihnen schnell klar, dass die Dinge manchmal etwas komplizierter sind.

NGC 1818

Der junge Kugelsternhaufen NGC 1818. Bild: Rebecca Elson, Richard Sword (Cambridge, UK) und NASA/ESA / J. Westphal, Caltech

Kugelsternhaufen sind große Ansammlungen von Sternen, die sich unter dem Einfluss ihrer gegenseitigen Anziehungskraft bewegen. Aus diesem Grund lässt sich - ausgehend von den bekannten Gravitationsgesetzen - auch die dynamische Entwicklung von Kugelsternhaufen vorhersagen: So sollten beispielsweise massereichere Sterne durch Wechselwirkungen mit anderen Sternen ins Zentrum der Haufen wandern, während masseärmere Sonnen in die äußeren Regionen migrieren. Astronomen nennen dieses Phänomen "Massensegregation".

Jetzt haben sich Wissenschaftler vom Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics (KIAA) an der Universität Peking unter Leitung von Professor Richard de Grijs die Doppelsternsysteme im Kugelsternhaufen NGC 1818 genauer angeschaut. Bei dem Haufen handelt es sich um einen sehr jungen Kugelsternhaufen in der Großen Magellanschen Wolke, einer Nachbargalaxie der Milchstraße. 

Man nimmt heute an, dass viele Sterne ursprünglich als Doppel- oder Mehrfachsysteme entstehen. In Sternhaufen ist ihr Abstand voneinander aber mitunter so gering, dass sie sich gegenseitig beeinflussen. Dadurch können sich Doppelsternsysteme auflösen oder zwei Doppelsterne einfach die Partner tauschen. Astronomen waren allerdings bislang davon ausgegangen, dass sich durch die Massensegregation auch Doppelsterne bevorzugt im Haufenzentrum finden lassen sollten, da sie durch die kombinierte Masse von zwei Sternen schließlich zu den massereicheren Objekten des Haufens zählen sollten.

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Eine Analyse von Hubble-Beobachtungen von NGC 1818 zeigte allerdings ein überraschend anderes Bild: Die Forscher fanden mehr Doppelsterne in den Außenbereichen des Haufens, haben jedoch inzwischen auch eine Erklärung für diesen unerwarteten Befund parat: Bei den Doppelsternen in den Außenbereichen handelt es sich vermutlich um sogenannte "weiche Doppelsterne", also um Objekte, die sich in relativ großem Abstand umkreisen.

Diese weichen Doppelsterne aber werden im dichten Haufenzentrum sehr viel leichter zerstört als "harte Doppelsterne", also Systeme, bei denen sich die Partner auf einer sehr engen Umlaufbahn umrunden. So kann man erklären, dass sich in den äußeren Bereichen des Haufens, wo sowohl weiche als auch harte Doppelsterne mit größerer Wahrscheinlichkeit überleben, mehr Doppelsterne vorhanden sind.

Die Bestimmung der radialen Verteilung von Doppelsternsystemen in einem so jungen und massereichen Haufen wie NGC 1818 war zuvor noch nicht versucht worden. NGC 1818 ist vermutlich nur 15 bis 30 Millionen Jahre alt, die Kugelsternhaufen der Milchstraße haben ein Alter von zehn Milliarden Jahren und mehr. So liefert die Untersuchung von NGC 1818 wichtige Erkenntnisse über die Entwicklung von Kugelsternhaufen in ihrer Frühphase.

"Die extremen dynamischen Wechselwirkungen unter den Sternen in einem Haufen macht es komplizierter, die gravitativen Prozesse dort zu verstehen", so Teammitglied Chengyuan Li. "Man muss die gesamte physikalische Umgebung untersuchen, um vollständig verstehen zu können, was wirklich dort passiert. Die Dinge sind in der Regel komplizierter als sie aussehen."

Die Astronomen berichten über ihre Untersuchung in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal.   

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Die Verteilung von Doppelsternen in Kugelsternhaufen. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Hubble: Das Alter von NGC 6791 - 14. Juli 2008
Chandra: Doppelsterne in Kugelsternhaufen entstehen anders - 1. August 2003
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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