Junge Sterne in alten Galaxien - überraschende Entdeckung mit Spitzenteleskopen

Elliptische Galaxie NGC 4364 mit Anhäufungen junger Sterne
26 Juni 2002

ESA PR 47-2002. Eine Gruppe europäischer und amerikanischer Astronomen hat unter Kombination von Daten des ESA/NASA-Weltraumteleskops "Hubble" und des Großteleskops VLT der ESO eine erstaunliche Entdeckung gemacht: Sie hat in einer alten elliptischen Galaxie eine riesige Zahl "junger" Sternhaufen aufgespürt.

Zum ersten Mal konnten in einer Galaxie dieses Alters mehrere Perioden der Sternentstehung unterschieden werden. Bisher wurde stets davon ausgegangen, daß elliptische Galaxien eine anfängliche Periode der Sternentstehung durchlaufen und danach keine Sterngeburten mehr zu verzeichnen haben. Durch den Verbund der besten und größten Teleskope im Weltraum und am Boden wurde jetzt nachgewiesen, daß solche Galaxien mehr in sich bergen als zunächst angenommen.

Enthalten elliptische Galaxien nur alte Sterne?

Eine der Herausforderungen an die moderne Astronomie ist die Klärung der Frage, wie Galaxien - große Systeme aus Sternen, Gas und Staub - entstehen und sich entwickeln. Wann wurden die meisten Sterne im Universum geboren? Geschah dies in einem sehr frühen Stadium, wenige Milliarden Jahre nach dem Urknall? Oder ist ein erheblicher Teil der Sterne, die wir heute beobachten, erst in jüngerer Zeit entstanden?

Zwischen Galaxien kommt es ständig zu spektakulären Zusammenstößen, die zur Bildung von Tausenden oder sogar Millionen Sternen führen. Bezogen auf das Universum als Ganzes sind jedoch die meisten Sterne in elliptischen Galaxien zu finden, deren Erscheinungsbild uns bisher vermuten ließ, daß sie und ihre Sterne alt sind.

In der Tat geben diese Galaxien das diffuse, rötliche Leuchten von sich, das normalerweise mit viele Milliarden Jahre alten Sternen in Verbindung gebracht wird. Wie setzt sich aber die Sternpopulation zusammen, die dieses ältliche Aussehen hervorruft? Könnte es sein, daß sich eine erhebliche Zahl sehr viel jüngerer Sterne unter den alten verbirgt?

Ausführliche weitere Beobachtungen mit den führenden Teleskopen der Welt waren notwendig, um diese zentrale Frage nach dem Verhalten einiger der wichtigsten Bausteine des Universums zu erhellen.

Kosmische Paläontologie

The Hubble space telescope
Das Hubble Space Teleskop

Um das "Sternengemisch" in elliptischen Galaxien in seine verschiedenen Bestandteile zu zerlegen, hat ein Team aus europäischen und amerikanischen Astronomen massereiche Sternhaufen in und um nahegelegene Galaxien beobachtet. Diese wegen ihrer Gestalt als "Kugelsternhaufen" bezeichneten Ansammlungen kommen in großer Zahl um alle beobachteten Galaxien vor und bilden eine Art "Skelett" innerhalb ihrer Gastgalaxien. Diese "Knochen" erhalten durch jede Sternbildungsepisode, die sie durchlaufen, eine besondere Prägung. Am Alter der Kugelhaufen in einer Galaxie lassen sich somit die vergangenen Epochen aktiver Sternbildung in einer Galaxie ablesen.

Durch Untersuchen der Prägung und Bestimmung der Altersverteilung der Kugelsternhaufen können die Astronomen ermitteln, wann ein Großteil der Sterne in einer elliptischen Galaxie entstanden sind. Dabei gehen sie ähnlich wie Paläontologen vor, die die Skelette von Dinosauriern untersuchen, um Aufschluß über die Ära zu gewinnen, in der diese Tiere gelebt haben.

Eine überraschende Entdeckung

De Very Large Telescope (ESO)
Sehr großes Teleskop im ESO Paranal Observatorium (Chile)

Das Team kombinierte eine Reihe von Galaxienaufnahmen der Hubble-Weitwinkel- und Planetenkamera Nr. 2 mit Infrarotaufnahmen, die mit dem vielseitig einsetzbaren ISAAC-Instrument auf dem 8,2 m-VLT-Teleskop "Antu" des Paranal-Observatoriums der ESO in Chile gemacht worden waren. Zu ihrer großen Überraschung entdeckten sie, daß viele Kugelsternhaufen in der Galaxie NGC 4365, die zum großen Virgo-Galaxienhaufen gehört, nur wenige Milliarden Jahre alt sind - also weit jünger als die meisten anderen Sterne in dieser Galaxie, deren Alter auf rund 12 Milliarden Jahre geschätzt wird.

Die Astronomen konnten drei Hauptgruppen von Sternhaufen ausmachen: eine alte Population von Haufen metallarmer Sterne, einige Haufen alter, aber metallreicher Sterne und nun die erstmals aufgespürte Population von Haufen junger und metallreicher Sterne.

Diese Erkenntnis wurde durch spektroskopische Beobachtungen mit einem anderen Riesenteleskop, dem 10 m-Keck-Teleskop auf Hawaii, voll bestätigt.

"Wir freuen uns sehr, daß aus der Zusammenarbeit zwischen zwei von Europa geförderten Projekten - VLT und Hubble - so bedeutende wissenschaftliche Ergebnisse hervorgehen", sagt der Hubble-Projektwissenschaftler der ESA, Piero Benvenuti. "Die Synergie zwischen den modernsten Boden- und Weltraumteleskopen trägt weiterhin Früchte und bereitet den Weg für eindrucksvolle neue Entdeckungen, die sonst nicht möglich wären."

Die Entdeckung junger Kugelsternhaufen in alten Galaxien ist überraschen, weil man bisher glaubte, daß die Sterne in den gigantischen elliptischen Galaxien ausnahmslos in einer einzigen Epoche der frühen Geschichte des Universums entstanden sind. Jetzt ist klar, daß manche Galaxien ihr wahres Wesen verbergen und in Wirklichkeit sehr viel jüngere Perioden aktiver Sternbildung durchlaufen haben.

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