Die Verteilung von Kugelsternhaufen

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Optische Aufnahme des Fornax-Galaxienclusters. Astronomen haben die Verteilung von über achttausend Kugelsternhaufen in dem Gebiet untersucht und schließen daraus auf eine lebhafte Geschichte der Galaxien-Galaxien-Wechselwirkungen.
ESO and the Digitized Sky Survey 2

 

Kugelsternhaufen sind gravitativ gebundene, nahezu kugelförmige Ansammlungen von Sternen. Einige enthalten bis zu einer Million Sterne und ihr Durchmesser beträgt nur einige zehn Lichtjahre. Kugelsternhaufen sind üblicherweise in den äußeren Regionen (dem Halo) von Galaxien zu finden, und unsere Milchstraße besitzt etwa zweihundert Kugelsternhaufen. Astronomen sind zum Teil an Kugelsternhaufen interessiert, da sie Heimat für viele der ältesten bekannten Sterne sind, aber auch auf Grund ihrer Position in den Halos.

Zusammenstöße zwischen Galaxien sind weitverbreitet und die Positionen der Kugelsternhaufen können Hinweise auf diese Begegnungen liefern, da sie von solchen Wechselwirkungen stark beeinflußt werden. Bei einer Kollision kann eine Galaxie durch Absorption oder Verschmelzen mit ihrer Nachbarin wachsen und einige Modelle sagen sogar voraus daß sich Kugelsternhaufen während dieser Wechselwirkungen bilden. Zudem ist es möglich, daß bei einer Verschmelzung eine große Zahl an Kugelsternhaufen, die zunächst einer kleineren Galaxie angehören, durch die Größere eingefangen werden können. Die Verteilung der Kugelsternhaufen um eine Galaxie enthält deshalb Hinweise zu ihrer Herkunft und zur Geschichte der Heimatgalaxie. Es gibt einen weiteren Gewinn: Standardmodelle der Kosmologie treffen Aussagen darüber, wie sich Galaxien bilden und entwickeln, und dies hängt von grundlegenden Eigenschaften des Universums wie die Menge an Dunkler Materie und Dunkler Energie ab. Die Eigenschaften von Kugelsternhaufen, zumeist durch die Geschichte des Wachstums sowie den Verschmelzungen ihrer Heimatgalaxien bestimmt, spiegeln ebenfalls die Werte dieser grundlegenden kosmischen Größen wieder.

Die CfA-Astronomen Pepi Fabbiano und Raffaele D’Abrusco (jetzt an der Universität Neapel) haben mit ihren Kollegen die Kugelsternhaufen im Zentralbereich des Fornax-Galaxienclusters untersucht – eine Region mit über fünfzig Galaxien, die ungefähr sechzig Millionen Lichtjahre entfernt liegt. Mittels Aufnahmen im Optischen und nahen Infrarot, die mit dem Very Large Survey Telescope des European Southern Observatory aufgenommen wurden, katalogisierten die Wissenschaftler über 3.000 Kugelsternhaufen im gesamten Fornax-Cluster (etwa zwei Drittel davon zuvor unbekannt), die eine Fundgrube für strukturelle Untersuchungen anbieten. Die Wissenschaftler fanden deutliche Hinweise auf eine bewegte Geschichte der Galaxien-Galaxien-Wechselwirkungen, zum Beispiel in Brücken zwischen Galaxien, langgestreckte Gruppierungen von Kugelsternhaufen und weitere ungewöhnliche Anordnungen. Auch wenn diese Ergebnisse selbst die Werte einiger kosmologischer Größen nicht verbessern, stimmen sie mit den Standardmodellen überein und helfen, die Beschreibung der Entwicklung dieses großen, benachbarten Galaxienclusters zu vervollständigen.

Literatur:
„The Extended Spatial Distribution of Globular Clusters in the Core of the Fornax Cluster“
R. D’Abrusco, M. Cantiello, M. Paolillo, V. Pota, N.R. Napolitano, L. Limatola, M. Spavone, A. Grado, E. Iodice, M. Capaccioli1, R. Peletier, G. Longo, M. Hilker, S. Mieske, E.K. Grebel, T. Lisker, C. Wittmann, G. van de Ven, and G. Fabbiano
The Astrophysical Journal Letters, 819:L31 (8pp), 2016 March 10