HUBBLE
Riesengalaxie als Sternhaufen-Räuber
von Stefan Deiters
astronews.com
8. August 2008

Mithilfe des Weltraumteleskops Hubble haben Astronomen Tausende mehr als fünf Milliarden Jahre alte Kugelsternhaufen im Virgo-Galaxienhaufen aufgespürt. Die Beobachtungen verraten den Wissenschaftlern einiges über die Sternentstehungsgeschichte in dieser Region des Alls und entlarven auch eine Riesengalaxie, die kleineren Galaxien ihre Sternhaufen raubt.

Einige der untersuchten Galaxien im Virgo-Galaxienhaufen. Bild: ESA, NASA und E. Peng (Peking University, Peking)    [Großansicht]

Kugelsternhaufen sind Ansammlungen von 100.000 oder mehr Sternen und enthalten mit die ältesten noch leuchtenden Sterne einer Galaxie. Ein internationales Astronomenteam hat nun in einer neuen Studie Hinweise darauf gefunden, dass sich diese kosmischen Fossilien offenbar häufiger in Regionen bilden, in denen Sterne mit einer sehr hohen Rate entstehen und nicht in allen Galaxien gleichförmig.

Astronomen haben mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble rund 11.000 Kugelsternhaufen im Virgo-Galaxienhaufen identifiziert, die überwiegend um die fünf Milliarden Jahr alt waren. Der Virgo-Galaxienhaufen besteht aus etwa 2.000 Galaxien und ist 54 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Er ist der der Erde am nächsten gelegene Galaxienhaufen. Hubbles Advanced Camera for Surveys entdeckte nun in 100 ganz verschiedenen Galaxien Kugelsternhaufen - sogar in leuchtschwachen Zwerggalaxien.

"Kugelsternhaufen von Sternen oder Galaxien zu unterscheiden, ist von der Erde aus sehr schwierig", erläutert Eric Peng von der chinesischen Peking University und Hauptautor eines jetzt über die Beobachtungen veröffentlichten Artikels. Doch Hubbles Auflösungsvermögen sei so gut gewesen, dass es gelungen ist, die Sternhaufen von Einzelsternen und weiter entfernten Galaxien zu trennen. "Dank Hubble konnten wir etwa 90 Prozent der Kugelsternhaufen in den beobachteten Bereichen beobachten. Das ist wichtig für die Untersuchung von Zwerggalaxien, die nur wenige Kugelsternhaufen aufweisen."

Die Astronomen fanden Kugelsternhaufen in den meisten Zwerggalaxien innerhalb eines Abstandes von drei Millionen Lichtjahren vom Zentrum des Haufens - einer Region, in der sich auch die elliptische Riesengalaxien Messier 87 (M87)befindet. Die Zahl der Kugelsternhaufen war überraschend hoch für die relativ geringe Masse der Zwerggalaxien. In den Zwerggalaxien in den Außenbereichen des Haufens fanden sich hingegen deutlich weniger Kugelsternhaufen.

"Unsere Untersuchung hat ergeben, dass in Regionen mit verschiedenen Umweltbedingungen Kugelsternhaufen auch mit unterschiedlicher Effektivität entstehen", so Patrick Cote vom Herzberg Institute of Astrophysics im kanadischen Victoria. "Zwerggalaxien in der Nähe des Zentrums des Virgohaufens enthalten mehr Kugelsternhaufen als Zwerggalaxien in größerer Entfernung."

Astronomen wussten schon länger, dass die elliptische Riesengalaxien im Zentrum des Galaxienhaufens, Messier 87, eine deutlich größere Zahl von Kugelsternhaufen aufweist als man eigentlich erwarten würde. Lange Zeit konnte sich niemand so recht erklären, woher die Kugelsternhaufen stammen.  Eventuell, so hatten Astronomen vermutet, hat die Riesengalaxie die Kugelsternhaufen einfach von kleineren Zwerggalaxien gestohlen, die M87 zu nahe gekommen waren.

Dieser Verdacht hat sich nun offenbar bestätigt: "In einem Umkreis von 130.000 Lichtjahren um Messier 87 haben wir gar keine oder nur wenige Kugelsternhaufen in den Galaxien entdeckt", so Peng. "Das deutet darauf hin, dass die große Galaxie, den kleineren ihre Sternhaufen stiehlt." Weitere Hinweise fanden die Astronomen durch die Analyse der Zusammensetzung der Sternhaufen. "In Messier 87 finden sich dreimal mehr Kugelsternhaufen mit wenig schweren Elemente wie Eisen als Kugelsternhaufen die reich an diesen Elementen sind. Das ist ein Hinweis darauf, dass viele dieser 'Metall-armen' Sternhaufen von nahen Zwerggalaxien gestohlen wurden, deren Kugelsternhaufen auch über wenig schwere Elemente verfügen."

Das Studium von Kugelsternhaufen verrät den Astronomen viel über die frühe und äußerst intensive Phase der Sternentstehung, durch die auch die Galaxien selbst entstehen. "Sternentstehung im Zentrum des Virgohaufens ist äußerst intensiv. Hier entstehen in kurzer Zeit auf relativ kleinem Raum sehr viele Sterne", so Peng. "Sie dürfte daher schneller und effektiver sein als in den Außenbereichen. Die hohe Sternentstehungsrate könnte sich durch den gravitativen Kollaps von dunkler Materie erklären lassen, die im Haufenzentrum in größerer Konzentration vorkommt."

So dürften die Kugelsternhaufen in der Nähe des Haufenszentrums sehr früh in der Geschichte des Virgohaufens entstanden sein. Die niedrigere Zahl von Sternhaufen in den Außenbereichen von Virgo wiederum könnte sich dadurch erklären lassen, dass hier Kugelsternhaufen mit einer geringeren Masse entstanden sind. Diese massearmen Kugelsternhaufen hätten sich dann mit der Zeit aufgelöst.