Kugelsternhaufen (engl. globular cluster) sind die ältesten Objekte in einer Spiralgalaxie und umkreisen die galaktische Scheibe in einer sphäroiden Region, dem galaktischen Halo. Die Entfernung des galaktischen Zentrums zum Halo beträgt typischerweise 10⁴ bis 10⁵ Lj. Aufgrund ihres hohen Alters von etwa 10 Mrd. Jahren dienen Kugelsternhaufen auch der Altersbestimmung einer Galaxie und geben sogar eine Untergrenze für das Alter des Universums an.

Gestalt und Etymologie

Kugelsternhaufen sind Sternansammlungen von etwa 10⁴ bis 10⁷ Sternen, deren Konzentration deutlich zum Zentrum des Haufens hin zunimmt. Das ist gerade das Typische an den Kugelsternhaufen und auf den HST-Fotos unten sehr schön zu sehen. Damit unterscheiden sie sich morphologisch deutlich von offenen Sternhaufen (wie den Plejaden, Hyaden oder h/χ Persei), die eher einen lockeren Verbund mit gemeinsamen Konvergenzpunkt bilden und auch aus sehr viel weniger Sternen bestehen. Aufgrund der damit verbundenen Helligkeitszunahme zum Zentrum hin und der resultierenden kugeligen Gestalt, haben die Kugelsternhaufen diesen Namen bekommen.

Halopopulation

Typische Durchmesser von Kugelsternhaufen liegen im Bereich zwischen 10 und 150 pc. Die Sterne in Kugelsternhaufen, die Halopopulation (Population), sind entsprechend alt und weit in ihrer Entwicklung vorangeschritten: viele massearme Sterne unter 1.2 Sonnenmassen sind bereits zu Weißen Zwergen geworden. Massereichere Sterne haben sich nach dem Gravitationskollaps in Neutronensterne oder andere kompakte Objekte verwandelt.
Besonders bekannt ist ein Typus veränderlicher Sterne, den man RR Lyrae-Sterne, nach ihrem Prototyp im Sternbild Lyra (dt. Leier), genannt hat. Sie sind auch als Haufenveränderliche bekannt.

Bekannte Kugelsternhaufen

Besonders bekannte Kugelsternhaufen in der Milchstraße sind M13 im Sternbild Herkules, der bereits mit kleinen Instrumenten gut beobachtbar ist und M15 im Sternbild Pegasus. Dieser letztgenannte Haufen hat zusammen mit dem 'extragalaktischen Kollegen' G1 in der Andromedagalaxie für Aufsehen gesorgt, weil diese beiden höchstwahrscheinlich ein mittelschweres Schwarzes Loch (engl. intermediate-mass black hole) im Innern beherbergen (siehe Beobachtungsfoto oben; Credits: STScI/AURA und M. Rich, HST/NASA 2002). Für M15 wurden 3400 und für G1 sogar 17000 bis 18000 Sonnenmassen Zentralmasse abgeleitet. Damit schließt sich – so hoffen Astronomen – die prominente Massenlücke zwischen stellaren und supermassereichen Schwarzen Löchern. Allerdings sind noch nicht alle Astronomen von der Existenz dieser intermediate-mass black holes in M15 und M31 G1 überzeugt. Zwar mehreren sich Beobachtungen, dass diese mittelschweren Löcher auch in anderen Quellen gibt (z.B. in ultrahellen Röntgenquellen; engl. ultraluminous X-ray sources, ULXs), aber das ist Gegenstand intensiver Forschung.

Mehr dazu im Wissensportal

• Details zu den Kugelsternhaufen M15, G1 und anderen kompakten Objekten gibt es im Web-Artikel Kompakte Objekte des Himmels.