Eine Fülle an kleinen Sternen

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine optische Aufnahme der elliptischen Galaxie NGC 4472 (Messier 49). Neue Untersuchungen zeigen, daß sie ungefähr fünf- bis zehnmal so viel Sterne beheimatet, als zuvor bekannt war; die meisten sind kleiner als die Sonne. McDonald Observatory

Sterne entstehen aus riesigen Gas- und Staubwolken im All, wenn die Materie in diesen Wolken unter dem Einfluß der Schwerkraft zusammenfällt. Ein lang gehegtes Ziel der Astronomie ist es, die Sternpopulation zu bestimmen, die in einer Wolke entsteht; also die Frage zu beantworten, wie viele Sterne unterschiedlicher Größe sich bilden und wie dies von den physikalischen Eigenschaften der jeweiligen Wolke abhängt. Die anfängliche Massenfunktion (Initial Mass Function = IMF) beschreibt diese Verteilung beim Mitteln über die Galaxie und beruht gegenwärtig auf Beobachtungen von Sternen in unserer Milchstraße.

Die beobachtete IMF ergibt relativ wenig massereiche Sterne (darunter versteht man solche, die massereicher als die Sonne sind). Sterne von der Größe der Sonne sind vergleichsweise häufig. Etwas kleinere Sterne als die Sonne sind noch häufiger, doch anschließend fällt die Anzahl der Sterne mit noch weiter abnehmender Masse (herab bis zu einem Zehntel der Sonnenmasse oder sogar noch darunter). Die genaue Statistik für Sterne geringer Masse ist ungenau, da diese lichtschwach und schwer zu entdecken sind. Darüber hinaus sind die theoretischen Annahmen für die IMF in der Diskussion. Inzwischen fragen sich die Astronomen, ob die IMF der Milchstraße für die IMF irgendwo im Universum repräsentativ ist.

Allem Anschein nach nicht. Charlie Conroy (CfA) und Pieter van Dokkum (Universität Yale) untersuchten die Population von Sternen geringer Masse (weniger als etwa 0.3 Sonnenmassen) in einer Reihe benachbarter elliptischer Galaxien. Obwohl ein solcher Stern zu weit entfernt und zu lichtschwach ist, um aus einer anderen Galaxie wahrnehmbar zu sein, wurden die Sterne als Ganzes wegen ihres diffusen, schwach roten Leuchtens von den Astronomen gemessen. Dieses Sternlicht hat spektrale Besonderheiten, die für Sterne geringer Masse kennzeichnend sind und es den Wissenschaftlern ermöglicht, eine belastbare Folgerung über die Sternmassen zu erzielen.

Das Ergebnis war spektakulär: nahezu 80% aller Sterne in diesen Galaxien müssen klein sein – ein viel größerer Anteil an kleinen Sternen, als Astronomen für unsere Milchstraße annehmen. Das bedeutet, daß die massearmen Sterne für mindestens 60% der Masse in diesen Galaxien verantwortlich sind. Falls diese elliptischen Galaxien typisch sind, dann muß die Gesamtzahl der Sterne im Universum dreimal größer sein als bislang abgeschätzt. Und nicht zuletzt bedeutet das Ergebnis, daß die IMF der Milchstraße nicht für die IMF anderswo repräsentativ ist und damit die Sternentstehungsprozesse sich ebenfalls auf einigen wichtigen Wegen unterscheiden müssen.

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