Astrophysik: Sterne zuhauf

Heidelberg. Sterne entstehen stets in größeren Ansammlungen. Dabei verteilt sich die zur Verfügung stehende Materie aus Gas und Staub auf nur wenige Riesensterne, aber viele masseärmere Zwergsterne. Wie genau sich diese Anzahlverteilung festlegen lässt und ob es eine universell gültige Anfangsmassenverteilung gibt oder nicht, ist unter Wissenschaftlern aber noch bei weitem nicht geklärt.

Der Pistolenstern — © Don F. Figer (UCLA), and NASA/ESA / Hubble Uncovers Brilliant Star in Milky Way's Core / CC BY 4.0 CC BY (Ausschnitt)

Schon einmal versucht herauszufinden, wie viele Sterne es am Himmel wirklich gibt? Kein Kinderspiel, denn das Ergebnis hängt sehr davon ab, ob der Himmel klar ist und wir auch die lichtschwächeren Sterne zu Gesicht bekommen oder ob sich am nachthellen Großstadthimmel nur die leuchtstärksten unter ihnen zeigen. Abhängig von den Sichtverhältnissen wird auch unsere Aussage ausfallen, wie das relative Anzahlverhältnis von sehr hellen zu lichtschwächeren Sternen ist.

Ganz ähnlich geht es Astrophysikern, wenn sie herausfinden möchten, in welchem Verhältnis besonders massereiche Riesensterne und masseärmere Zwergsterne in Sternhaufen verteilt sind. Denn in besonders jungen Sternhaufen wird die Sicht auf viele ihrer Sterne noch durch vorhandenes Restmaterial aus der Geburtswolke verhüllt und die beobachtete Anzahl ist nicht repräsentativ. Ist der Sternhaufen hingegen bereits etwas weiter entwickelt und von den restlichen Gasmassen befreit, sind die massereichsten und damit kurzlebigsten Sterne schon als Supernovae explodiert und existieren gar nicht mehr. Diese Riesen fehlen also in ihrer Zählung.

Sterne und Weltraum 7/2013

Dass es insgesamt verhältnismäßig wenige Schwergewichte, aber viele Leichtgewichte unter den Sternen gibt, ist gut bekannt. Doch die Frage, welche die Forscher ganz besonders interessiert, ist, wie genau dieses Verhältnis in einem frisch entstandenen Sternhaufen in Zahlen aussieht. Außerdem versuchen sie, herauszufinden, ob dieses Anzahlverhältnis in allen Sternhaufen in unserer Galaxis oder gar im gesamten Universum gleich ist. Aus der Antwort darauf erhoffen sie sich neue Erkenntnisse zu den Gesetzen der Stern- wie auch der Galaxienentstehung. Mit welchen Tricks die Wissenschaftler dieser Frage nachgehen, lesen Sie in der aktuellen Juli-Ausgabe der Zeitschrift "Sterne und Weltraum". Der Autor Christian Wolf beleuchtet darin den aktuellen Stand der Forschung auf diesem Gebiet. Dabei diskutiert er die Ergebnisse verschiedener Forschergruppen, die darauf hinweisen, dass die Massenverteilung in Sternhaufen von Anfangsbedingungen wie Dichte und Gehalt an schweren Elementen in der Geburtswolke abhängt. Das letzte Wort ist dabei jedoch noch lange nicht gesprochen.

Zusatzinformation: Die Anfangsmassenfunktion beschreibt, mit welcher Anzahl Sterne einer bestimmten Masse in Sternhaufen entstehen. Nach klassischer Vorstellung gehorcht diese Verteilung einem einfachen Potenzgesetz und ist universell gültig. In den meisten Sternhaufen weicht diese Verteilung von dem einfachen Modell ab, doch die Beobachtungen dazu sind nicht trivial. Moderne Simulationen am Computer weisen darauf hin, dass die Anfangsmassenverteilung in Kugelsternhaufen von der Dichte der Ursprungswolke und von dem Anteil an Elementen, die schwerer sind als Helium, abhängen könnte. Eine ähnliche Beziehung gilt möglicherweise für die Anfangsmassenverteilung der Sterne in irregulären Zwerggalaxien.

Abdruck honorarfrei bei Quellenangabe: Sterne und Weltraum, Juli 2013
Ein Beleg wird erbeten.