Stellare Einzelgänger waren nicht immer allein

Möglicherweise zu Unrecht, wie Forscher der Universität Bonn und der TU Berlin in einer neuen Studie zeigen.

Die Wissenschaftler erklären darin einen seltsamen Befund, der bislang nur im Zentrum unserer Heimatgalaxie zu beobachten war: das häufige Auftreten isolierter massereicher Sterne. Doch vermutlich waren diese stellaren Einzelgänger nicht immer allein. Die Arbeit ist nun online in der Zeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ erschienen.

In der Zentralregion unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, bilden sich in großem Tempo neue Sterne. Manche von ihnen sind wahre Schwergewichte: Ihre Masse übersteigt die der Sonne um den Faktor 20 oder mehr. Man findet solche massereichen Sterne auch andernorts in der Milchstraße. Auffällig ist, dass sie dort nur selten einzeln vorkommen, sondern fast ausschließlich in Gruppen.

In der Zentralregion scheint das anders zu sein. Teleskopaufnahmen dieses Gebiets zeigen eine erstaunliche Menge einzelner massereicher Sterne, die scheinbar völlig isoliert liegen. Als Ursache vermuten viele Astronomen bislang besondere Entstehungs-Bedingungen, die aus überzeugten Rudelgängern stellare Eigenbrödler machten.

Gezeitenkräfte ziehen Sternentstehungs-Zentren in die Länge

Möglicherweise ist der Grund aber profaner als bislang gedacht. In der zentralen Region der Milchstraße gibt es drei so genannte Starburst-Sternhaufen. In ihnen haben sich vor einigen Millionen Jahren sehr viele Sterne gebildet, darunter auch massereiche Giganten. So weit, so unumstritten.

Die rätselhaften Einzelgänger scheinen aber zu weit entfernt zu sein, um ebenfalls aus diesen Starburst-Zentren zu stammen. Aufgrund der großen Anzahl von Sternen in der Zentralregion herrschen dort jedoch starke Gravitationskräfte – Astronomen sprechen auch von Gezeitenkräften. Diese zerren an den Starburst-Zentren und haben sie dadurch im Laufe der Zeit deutlich verformt, nehmen die Forscher aus Bonn und Berlin an.

„In Computersimulationen sehen wir, dass die Starburst-Haufen durch die Gezeitenkräfte lange armähnliche Strukturen ausbilden“, sagt die Erstautorin der Studie Maryam Habibi. „Die Simulation postuliert, dass sich entlang dieser Arme massereiche Sterne von ihrer Geburtsstätte wegbewegen – und zwar genau dorthin, wo wir sie tatsächlich sehen.“

Damit löst sich möglicherweise ein langjähriges Rätsel um den Zentralbereich der Milchstraße: Die scheinbar isolierten Giganten könnten zum größten Teil in den bekannten Starburst-Zentren entstanden sein. Im Teleskopbild wirken sie heute isoliert, weil sie sich inzwischen weit von ihrem Ursprung entfernt haben. Ihre Nachbarsterne, die den Gezeitenarm bevölkern, sind so klein und leuchtschwach, dass sie von der Erde aus mit Teleskopen nicht auszumachen sind.

Keine Sonderregeln

Vermutlich gelten in der Zentralregion der Milchstraße bei der Sternentstehung also keine Sonderregeln: Auch dort entstanden massereiche Sterne nicht einzeln, sondern in Gruppen.

Bereits im letzten Jahr haben die Bonner Wissenschaftler ein weiteres Argument zu Fall gebracht, das für besondere Bedingungen im Zentrum unserer Galaxie zu sprechen schien. Schwere und leichte Sterne entstehen nämlich stets in einem bestimmten Verhältnis zueinander. Diese Relation schien im Milchstraßen-Zentrum zu massereichen Sternen verschoben – eine weitere Merkwürdigkeit, die die These von der exotischen Zentralregion befeuerte.

Besonders schlagkräftig ist dieses Argument jedoch nicht. Die Verschiebung im Zahlenverhältnis verschwindet nämlich, wenn man genügend Sterne analysiert. Maryam Habibi: „Ich habe einen kompletten Starburst-Haufen vermessen und nicht – wie bislang geschehen – nur Teile davon. Das Masseverhältnis der Sterne ist exakt wie erwartet.“

Publikation: Isolated massive stars in the Galactic center: The dynamic contribution from the Arches and Quintuplet star clusters. M. Habibi, Andrea Stolte, Stefan Harfst; Astronomy & Astrophysics (im Druck); DOI: 10.1051/0004-6361/201323030

Kontakt:

Maryam Habibi
Argelander Institut für Astronomie, Universität Bonn
Telefon: 0228/73-3390
E-Mail: mhabibi@astro.uni-bonn.de

Dr. Andrea Stolte
Argelander Institut für Astronomie, Universität Bonn
Telefon: 0228-736790
E-Mail: astolte@astro.uni-bonn.de