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TERZAN 5
Ein Fossil aus der jungen Milchstraße
von Stefan Deiters
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8. September 2016

Der Kugelsternhaufen Terzan 5 ist offenbar nicht das, was er auf den ersten Blick zu sein scheint: Eine neue Untersuchung ergab jetzt, dass die Sterne des Haufens ein sehr unterschiedliches Alter haben und teilweise den ersten Sternen gleichen, die in der Milchstraße entstanden sind. Terzan 5 könnte also einiges über die Geschichte unserer Heimatgalaxie verraten.

Terzan 5

Hubble-Aufnahme des Sternhaufens Terzan 5, der sich von anderen Kugelsternhaufen deutlich unterscheidet. Bild: ESO / F. Ferraro  [Großansicht]

Terzan 5 gilt als Kugelsternhaufen und befindet sich rund 19.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Schütze. Das vor rund vier Jahrzehnten entdeckte System liegt damit aus unserer Perspektive genau in Richtung des galaktischen Zentrums. Ein Team von Astronomen hat nun Terzan 5 erneut detailliert unter die Lupe genommen - mit dem Very Large Telescope der ESO, dem Weltraumteleskop Hubble und dem Keck-Teleskop.

Kugelsternhaufen, so zumindest die bislang verbreitete Auffassung, bestehen in der Regel aus einer sehr einheitlichen Sternenpopulation. Alle Sterne eines Haufens sollten also zur gleichen Zeit und aus dem gleichen Material entstanden sein. Deswegen gelten diese Haufen auch als ideale Laboratorien zum Studium der Sternentwicklung.

Terzan 5 scheint sich allerdings dramatisch von diesem Standardbild zu unterscheiden: Die Wissenschaftler stellten fest, dass es in dem Haufen zwei ganz verschiedene Arten von Sternen gibt, die sich nicht nur durch ihre chemische Zusammensetzung, sondern auch durch ihr Alter unterscheiden. Die Altersdifferenz beträgt beachtliche sieben Milliarden Jahre. Offenbar wurde die Sternentstehung in Terzan 5 also von zwei Sternentstehungsausbrüchen dominiert.

"Damit das möglich ist, muss der Vorfahre von Terzan 5 große Mengen Gas für eine zweite Generation von Sternen besessen haben und sehr massereich gewesen sein. Mindestens 100 Millionen mal massereicher als die Sonne", erklärt Davide Massari vom italienischen L’Istituto Nazionale di Astrofisica und der Universität Groningen in den Niederlanden.

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Diese ungewöhnlichen Eigenschaften machen Terzan 5 zu einer Art lebendigem Fossil, das Auskunft über die frühe Phase in der Entwicklung unserer Milchstraße geben kann. Aktuelle Theorien lassen vermuten, dass es damals zu Wechselwirkungen zwischen gewaltigen Klumpen aus Gas und und Ansammlungen von Sternen kam, die miteinander verschmolzen sind oder sich wieder aufgelöst haben. Auf diese Weise entstand schließlich der erste sogenannte Bulge der Milchstraße, die Sternkonzentration im Zentrum.

"Wir gehen davon aus, dass einige Überreste dieser gasförmigen Klumpen vergleichsweise unbeschadet überleben konnten und in der Milchstraße weiterexistieren", erklärt Francesco Ferraro von der Universität Bologna in Italien. "Solche galaktischen Fossile ermöglichen es Astronomen, einen bedeutenden Teil der Geschichte der Milchstraße zu rekonstruieren."

Die Eigenschaften der Sterne in Terzan 5 ähneln dann auch mehr denen der Sterne, die man im Bulge unserer Galaxie findet. Daher könnte es sich bei dem Sternhaufen tatsächlich um ein Fossil aus der Anfangsphase der Milchstraße und um den Überrest der Bausteine handeln, aus denen sich unsere Heimatgalaxie einst gebildet hat.

Auch die ursprüngliche Masse des Haufens, die nötig war, damit sich überhaupt zwei unterschiedliche Populationen von Sternen bilden konnten, dürfte der Masse entsprochen haben, die die gewaltigen Klumpen gehabt haben müssen, aus denen sich vor vielleicht zwölf Milliarden Jahren der Bulge gebildet hat.

"Manche Eigenschaften von Terzan 5 ähneln denen, die in den riesigen Klumpen in Sternentstehungsgalaxien bei hoher Rotverschiebung beobachtet wurden, was nahelegt, dass während der Epoche der Entstehung von Galaxien ähnliche Prozesse im nahen und fernen Universum stattfanden", unterstreicht Ferraro. "Terzan 5 repräsentiert möglicherweise eine interessante Verbindung zwischen dem nahen und dem fernen Universum, da es den Entstehungsprozess des Galaxienbulges miterlebt hat."

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erscheinen wird.

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siehe auch
Kugelsternhaufen: Das Alter von Sternen und ihre Bahnen - 19. Juli 2013
Kugelsternhaufen: Erklärung für Altersstruktur der Sterne? - 7. Juni 2009
Hubble: Kugelsternhaufen NGC 2808 überrascht Astronomen - 10. Mai 2007
Kugelsternhaufen: Astronomen finden Gas in 47 Tucanae - 10. Oktober 2001
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
ESO
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