HUBBLE
Kugelsternhaufen NGC 2808 überrascht Astronomen
von Stefan Deiters
astronews.com
10. Mai 2007

Kugelsternhaufen galten unter Astronomen lange Zeit als ideales Laboratorium, um die Entwicklung von Sternen zu studieren. Hauptgrund für diese exponierte Stellung unter den Sternhaufen war, dass Kugelsternhaufen nach Ansicht der Wissenschaftler aus Sternen bestehen, die alle zur gleichen Zeit geboren wurden. Nun entdeckten Astronomen in einem Kugelsternhaufen Sterne aus drei verschiedenen Generationen - und sind erst einmal geschockt. 

Astronomen fanden mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble drei Sternengenerationen im Kugelsternhaufen NGC 2808. Foto: NASA, ESA, A. Sarajedini (University of Florida) und G. Piotto (Universität Padua) [Großansicht]

"Wir hätten uns nie gedacht, dass so etwas einmal passieren würde", sagte Giampaolo Piotto von der Universität im italienischen Padua, der das Beobachterteam leitete. "Das ist ein kompletter Schock für uns." Die Astronomen hatten mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble den Kugelsternhaufen NGC 2808 beobachtet und festgestellt, dass es in dem Sternhaufen drei deutlich unterscheidbare Sternentstehungsphasen gab. Statt einer Generation entdeckten die Astronomen somit drei verschiedene Sternengenerationen.

Kugelsternhaufen sind Ansammlungen von mehreren 100.000 Sternen, die alle durch ihre gegenseitige Anziehungskraft zusammengehalten werden. Sie entstanden zusammen mit unserer Milchstraße und gelten daher als die ältesten Bestandteile unserer Heimatgalaxie.  "Das Standardbild von Kugelsternhaufen sieht so aus, dass alle Sterne des Haufens zum gleichen Zeitpunkt aus dem gleichen Material entstanden sind und sich dann über Milliarden Jahre nebeneinander entwickelt haben", erläutert Teammitglied Luigi Bedin von ESA, ESO und Space Telescope Science Institute (STScI). "Dieser Sachverhalt ist die Basis von vielen Studien von stellaren Populationen. Wir waren daher sehr überrascht, als wir in NGC 2808 Sterne aus verschiedenen Generationen fanden, die alle während der ersten 200 Millionen Jahre der Existenz des Haufens geboren wurde." Die Astronomen schätzen das Alter von NGC 2808 auf etwa 12,5 Milliarden Jahre.

Die Astronomen sind vor allem deswegen so aus dem Häuschen, weil dieser Fund nicht nur als gesichert geltendem Wissen über Kugelsternhaufen widerspricht, sondern weil er Folgen für ganz andere Gebiete der Astronomie hat: "Wir müssen unser Bestes tun, um dieses Mysterium zu lösen", so Piotto, "damit wir auch verstehen können, wie sich Sterne in fernen Galaxien im jungen Universum gebildet haben."

Die Astronomen nutzten Hubbles Advanced Camera for Surveys um die Helligkeit und Farbe von Sternen in dem Kugelsternhaufen zu bestimmen. Farbe und Helligkeit werden benutzt um in sogenannten Farben-Helligkeits-Diagrammen etwas über den Entwicklungsphasen der Sterne eines Sternhaufens zu erfahren. Dank Hubbles exzellentem Auflösungsvermögens gelang es den Forschern drei verschiedene Populationen in NGC 2808 zu unterscheiden: Je jünger die jeweilige Sternengeneration war, desto blauer waren die Sterne - ein Hinweis auf leicht unterschiedliche chemische Zusammensetzung der fernen Sonnen.

"Eine Vermutung, für die wir allerdings noch keine Beweise haben, ist die, dass sich die blauer werdende Farbe von Sternengeneration zu Sternengeneration durch einen jeweils höheren Heliumanteil der Sterne erklärt", spekuliert Ivan King von der University of Washington in Seattle. "Vielleicht können sehr massereiche Sternhaufen wie NGC 2808 genug Gas halten, um kurz hintereinander mehrere Sternengenerationen hervorzubringen." Die Phasen von Sternentstehung würden durch Supernova-Explosionen der Vorgängergeneration angeregt, deren Stoßwellen das Gas komprimieren. Durch das von massereichen Sternen ins All geblasene Material würde sich das Gas zudem mehr und mehr mit Helium anreichern.

Hauptgrund für die Annahme, dass es nur eine Sternengeneration in Kugelsternhaufen geben kann ist, dass man bislang davon ausging, dass die Strahlung der ersten Sterne des Haufens fast sämtliches Gas des Sternhaufens weggeblasen hat, so dass für eine weitere Generation kein Gas übrig war. Doch NGC 2808 ist mit über einer Millionen Sternen einer der massereichsten Sternhaufen, so dass es ihm vielleicht möglich war, etwas Gas für weitere Sternengenerationen zu halten.

Es gibt auch noch ein weitere Möglichkeit: NGC 2808 ist vielleicht gar kein Kugelsternhaufen, sondern sieht nur so aus. Im Falle des Sternhaufen Omega Centauri, bei dem Piotto und sein Team auch mehrere Sternengenerationen fanden, mutmaßen die Forscher inzwischen, dass es sich nicht um einen Kugelsternhaufen, sondern um die Überreste einer Zwerggalaxie handelt. Vielleicht gilt ähnliches für NGC 2808.

Die Frage, die sich also stellt ist, ob mehrere Sternengenerationen in Kugelsternhaufen die Ausnahme oder die Regel sind. "Niemand würde soweit gehen und jetzt behaupten, dass alle bisherigen Arbeiten über Kugelsternhaufen ungültig sind", so King. "Aber diese Beobachtungen zeigen, dass das Studium von Sternenpopulationen in Kugelsternhaufen in eine neue Richtung geht." Das Team will nun mit Hilfe des Very Large Telescope der ESO NGC 2808 auch spektroskopisch beobachten und hat zudem zehn weitere massereiche Kugelsternhaufen auf ihrer Hubble-Beobachtungsliste.