Einige Sterne scheinen sich der Zeit selbst zu widersetzen. Eingebettet in alte Sternhaufen leuchten sie blauer und heller als ihre Nachbarn und sehen viel jünger aus als sie tatsächlich sind. Diese als blaue Nachzüglersterne bekannten stellaren Besonderheiten geben Astronomen seit über 70 Jahren Rätsel auf. Neue Ergebnisse mit dem NASA/ESA-Weltraumteleskop Hubble enthüllen nun endlich, wie diese „ewig jungen“ Sterne entstehen und warum sie in ruhigeren kosmischen Umgebungen gedeihen.
Blaue Nachzüglersterne fallen in alten Sternhaufen auf, weil sie heißer, massereicher und jünger erscheinen als Sterne, die sich eigentlich vor Milliarden von Jahren gebildet haben sollten. Ihre Existenz widerspricht gängigen Theorien der Sternalterung und hat jahrzehntelange Debatten darüber ausgelöst, ob sie durch heftige Sternkollisionen oder durch subtilere Wechselwirkungen zwischen Sternpaaren entstehen. Eine neue Studie liefert nun einige der bisher deutlichsten Beweise dafür, dass blaue Nachzüglersterne ihr jugendliches Aussehen nicht Kollisionen, sondern engen Sterngemeinschaften und den Umgebungen verdanken, die deren Überleben ermöglichen.
Dieses Bild zeigt zwei Kugelsternhaufen aus einer aktuellen Hubble-Studie, die einen der bislang eindeutigsten Beweise dafür liefert, dass blaue Nachzügler ihr jugendliches Aussehen nicht Kollisionen verdanken. – Credit: ESA/Hubble & NASA
Ein internationales Forschungsteam analysierte Ultraviolett-Beobachtungen des Hubble-Teleskops von 48 Kugelsternhaufen in der Milchstraße und erstellte so den größten und vollständigsten Katalog blauer Nachzüglersterne, der je entstanden ist. Die Stichprobe umfasst mehr als 3.000 dieser rätselhaften Objekte. Ihre Wirtssternhaufen decken das gesamte Spektrum möglicher Umgebungsbedingungen ab, von sehr lockeren bis hin zu sehr dichten Systemen. Dieser umfangreiche Datensatz ermöglichte es Astronomen, die lange vermuteten Zusammenhänge zwischen Blauen Nachzüglern und ihrer Umgebung zu untersuchen.
Statt vermehrt Blaue Nachzügler in den dichtesten, kollisionsgefährdeten Sternhaufen zu finden, entdeckte das Team überraschenderweise das Gegenteil: Dichte Umgebungen beherbergen weniger Blaue Nachzügler. Stattdessen sind diese Sterne am häufigsten in Sternhaufen geringer Dichte anzutreffen, wo sie mehr Platz haben und fragile Doppelsternsysteme eine höhere Überlebenschance besitzen.
„Diese Arbeit zeigt, dass die Umgebung eine wichtige Rolle im Leben von Sternen spielt“, sagt Francesco R. Ferraro, Hauptautor der Studie und Professor an der Universität Bologna in Italien. „Blaue Nachzüglersterne sind eng mit der Entwicklung von Doppelsternsystemen verbunden, aber ihr Überleben hängt von den Bedingungen ab, unter denen sie leben. Umgebungen mit geringer Dichte bieten den besten Lebensraum für Doppelsterne und ihre Nebenprodukte, wodurch manche Sterne jünger erscheinen als erwartet.“
Das Team fand heraus, dass Blaue Nachzügler eng mit Doppelsternsystemen verbunden sind, in denen zwei Sterne einander umkreisen. In solchen Systemen kann ein Stern Material von seinem Partner abziehen oder vollständig mit ihm verschmelzen, wodurch er neuen Brennstoff erhält und heller und blauer leuchtet (und somit seine innere Uhr quasi zurücksetzt).
Diese Beobachtungen zeigen jedoch, dass dichtere Umgebungen weniger Doppelsterne beherbergen. Dies deutet darauf hin, dass in dicht gepackten Sternhaufen häufige nahe Begegnungen zwischen Sternen Doppelsterne auseinanderbrechen lassen, bevor sie Zeit haben, einen Blauen Nachzügler zu erzeugen. In ruhigeren Umgebungen hingegen überleben Doppelsterne, und Blaue Nachzügler gedeihen prächtig.
„Dichte Sternhaufen bieten keinen günstigen Lebensraum für Doppelsterne“, erklärt Enrico Vesperini von der Indiana University in den USA. „Wo der Platz begrenzt ist, können Doppelsterne leichter zerstört werden, und die Sterne verlieren ihre Chance, jung zu bleiben.“
Diese Entdeckung ist die erste, die solch klare und den Erwartungen widersprechende Zusammenhänge zwischen Populationen Blauer Nachzügler und ihrer Umgebung beobachtet hat. Sie bestätigt, dass blaue Nachzügler ein direktes Nebenprodukt der Entwicklung von Doppelsternsystemen sind und verdeutlicht, wie stark die Umgebung eines Sterns dessen Lebenszyklus beeinflussen kann.
„Diese Arbeit gibt uns eine neue Möglichkeit zu verstehen, wie sich Sterne über Milliarden von Jahren entwickeln“, sagte Barbara Lanzoni, Mitautorin der Studie von der Universität Bologna in Italien. „Sie zeigt, dass sogar das Leben von Sternen von ihrer Umgebung geprägt wird, ähnlich wie lebende Systeme auf der Erde.“
Durch die Auflösung einzelner Sterne in dichten Sternhaufen und deren Beobachtung im ultravioletten Licht war Hubble in einzigartiger Weise geeignet, dieses lange verborgene Muster aufzudecken. Die Ergebnisse lösen nicht nur ein seit langem bestehendes astronomisches Rätsel, sondern eröffnen auch neue Wege zum Verständnis, wie Sterne interagieren, altern und manchmal Wege finden, um neu zu beginnen.
Diese Ergebnisse wurden heute in Nature Communications veröffentlicht .
Hintergrundformationen
Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen ESA und NASA.
Andreas Schnabel war bis zum Ende der Astronomie-Zeitschrift "Abenteuer Astronomie" im Jahr 2018 als Kolumnist tätig und schrieb dort über die aktuell sichtbaren Kometen. Er ist Mitglied der "Vereinigung für Sternfreunde e.V.". Neben Astronomie, betreibt der Autor des Blogs auch Fotografie und zeigt diese Bilder u.a. auf Flickr.
Andreas Schnabel, Jahrgang 1980, ist bereits seit vielen Jahren Hobbyastronom. Seit August 2008 schreibt er regelmäßig in seinem Blog über Astronomie und andere Themenbereiche. Hinterlasse einen Kommentar, wenn Dir die Artikel gefallen.
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