Die Ursprünge der Milchstraße

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine optische Aufnahme der Sculptor-Zwerggalaxie. Astronomen haben einen sehr alten Stern in dieser Galaxie gefunden, der die Idee stützt, daß einige der alten Sterne der Milchstraße einst Bewohner benachbarter Galaxien waren.

 

Entsprechend den aktuellen astronomischen Modellen bildeten sich die Milchstraße und andere große Galaxien über Milliarden von Jahren in einem Prozeß, der Wechselwirkungen zwischen kleineren Galaxien und insbesondere das allmähliche Einfangen vieler Sterne von benachbarten Zwerggalaxien (kleine Galaxien mit einer hundert- oder tausendfach geringeren Zahl an Sternen als die Milchstraße) einschloß. Unsere heutige galaktische Umgebung hat mit Andromeda eine weitere vergleichbar große Galaxie sowie mehrere Dutzend Zwerggalaxien verschiedenen Typs, einschließlich der Magellanschen Wolken und einer Zwerggalaxie, die als Sculptor-Zwerggalaxie bezeichnet wird. Astronomen tragen die Geschichte der Milchstraße zusammen, zu der auch ihr stellares Erbe von Nachbarn beiträgt und sie stellen fest, daß unsere Geschichte wahrscheinlich auch die kosmische Geschichte wiederspiegelt, wie Galaxien überall zusammengesetzt sind.

Die Sculptor-Zwerggalaxie liegt ungefähr 300.000 Lichtjahre entfernt und ist aufschlußreich, da sie unter anderem viele Sterne birgt, die nur geringe Mengen an schweren Elementen wie Eisen enthalten. Da Eisen im Inneren stellarer Brennöfen sehr langsam erzeugt wird, zeigt ein Mangel an diesem Element, daß die Sculptor-Zwerggalaxie (einschließlich ihrer Sterne) alt ist und aus einer Zeit stammt, bevor dieses Element häufiger auftrat. Im Fall von Sculptor haben die Sterne durchschnittlich nur ein paar Prozent der schweren Elemente, die man in unserer Sonne findet. Im äußeren Halo der Milchstraße gibt es allerdings einige noch viel ältere Sterne; einige besitzen nur ein-zehntausendstel oder noch weniger Eisen wie die Sonne. Darin liegt aber ein Problem: wenn die Milchstraße teilweise durch Einfangen von Sternen ihrer benachbarten Zwerggalaxien entstand, sollten diese Zwerggalaxien Sterne aufweisen, die mindestens so alt, wenn nicht sogar älter wie die der Milchstraße sind. Warum, so die verwunderten Astronomen, sind keine so alten Sterne beobachtet worden?

In der neuesten Ausgabe des Magazins Nature beschreiben Anna Frebel (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Evan Kirby (California Institute of Technology) und Joshua Simon (Observatories of the Carnegie Institution) ihre Entdeckung eines sehr alten, metallarmen Sterns in der Sculptor-Zwerggalaxie. Die Forscher waren überrascht, daß frühere Schlußfolgerungen sich entweder auf Studien mit einer zu geringen Zahl an Sternen stützten oder auf Ergebnissen beruhten, die ein irreführendes schweres Element (Kalzium) genutzt hatten. Unter Anwendung einer neuen Methode identifizierten sie in der Sculptor-Galaxie eine Reihe von Sternen, die wie etwaige alte Kandidaten aussahen und beobachteten diese dann mit optischer Spektroskopie in allen Einzelheiten. Sie entdeckten, daß einer dieser Sterne in der Tat sehr alt ist – die Häufigkeit von Eisen beträgt bei diesem Stern weniger als 0.25% des Eisenhäufigkeit der Sonne, was ihn zu einer nahen Entsprechung der alten Sterne im Milchstraßenhalo sowie sein Alter mit dem Alter des Universums vergleichbar macht. Die Ergebnisse sind für sich genommen schon interessant, aber sie untermauern auch die Vorstellung, daß unsere Galaxis Sterne besitzt, die einst zu ihren Nachbarn gehörten.

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