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Astrophysik: Die Kinderstuben der Sterne

In Sternhaufen bilden sich neue Sonnen. Oft geht es dort zu wie in einem Bienenschwarm. Eine neue Theorie versucht zu erklären, wie die Haufen entstehen und sich wieder auflösen, in seltenen Fällen aber hunderte Millionen von Jahren bestehen bleiben.
Plejaden

Die Figuren, die manche am nächtlichen Firmament zu erkennen glauben, stellen nur Projektionen des menschlichen Gehirns dar, das einzelne Sterne miteinander in Beziehung zu setzen versucht. Tatsächlich ist die große Mehrzahl aller Sterne auf sich gestellt und weit von ihren Nachbarn entfernt. Doch das war nicht immer so: Jeder Stern beginnt sein Leben in einer Gruppe von Geschwistern nahezu gleichen Alters. Erst nach und nach driftet die Schar auseinander. Einige dieser stellaren Kinderstuben existieren noch heute; Astronomen bezeichnen sie als Cluster oder Sternhaufen. Der wohl bekannteste von ihnen ist der Orion-Trapezium-Haufen im Orion-Nebel: Bilder des Weltraumteleskops Hubble zeigen, wie seine Sterne inmitten von aufgewühlten Wolken aus Staub und Gas aufleuchten. Einen weiteren Sternhaufen, die Plejaden, aus dem einzelne Hauptsterne hell hervortreten, sieht man als verschwommenen Lichtfleck im Sternbild Stier sogar mit dem bloßen Auge.

Sternhaufen kommen in höchst unterschiedlichen Varianten vor, die von schwächlichen Gebilden mit wenigen Dutzend Mitgliedern bis zu dichten Ansammlungen von Millionen Sternen reichen. Einige Exemplare sind nur ein paar Millionen Jahre alt, andere Haufen stammen aus der Frühzeit des Universums. Nicht zuletzt, weil sie Sterne in allen möglichen Stadien ihres Lebenszyklus beherbergen, haben sie die wichtigsten Belege für die heutige Theorie der Sternentstehung geliefert, eine der größten astrophysikalischen Errungenschaften des 20. Jahrhunderts.

Weniger gut erforscht ist, wie sich Sternhaufen als solche entwickeln und was genau sich in ihnen abspielt. Und warum gibt es sie ausgerechnet in den heute beobachteten Spielarten? Vor etwa 20 Jahren, als ich gemeinsam mit Francesco Palla vom Arcetri-Observatorium in Florenz ein Lehrbuch über Sternentstehung verfasste, wurde mir erstmals bewusst, dass wir offenbar weit mehr über die Sterne selbst wissen als über die Kinderstuben, die sie hervorbringen.

An einem Nachmittag, wir saßen gerade im Café Strada in Berkeley, kam mir eine Idee. Vielleicht erschaffen ja dieselben physikalischen Kräfte die verschiedenen Haufenvarianten. Und vielleicht ist nur eine einzige Variable dafür maßgeblich, welche Art Haufen im Lauf der Zeit entsteht – nämlich die Masse der "Elternwolke", in der ein Cluster geboren wird. …

Januar 2014

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Januar 2014

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  • Literaturtipp

Stahler, S. W., Palla, F.: The Formation of Stars. Wiley-VCH, Weinheim 2004
Für fortgeschrittene Studierende der Astronomie verfasstes Lehrbuch über Sternentstehung

Lada, C.J. and Lada, E.A.: Embedded Clusters in Molecular Clouds. In Annual Review of Astronomy and Astrophysics, Bd. 41, S. 57 – 115, September 2003.

O’Dell, C.R.: The Orion Nebula: Where Stars Are Born. Belknap Press/Harvard University Press, 2003.

Converse, J.M., Stahler, S.W.: The Dynamical Evolution of the Pleiades. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Bd. 405, S. 666 – 680, Juni 2010.

Stahler, S.W.: The Birth and Death of Star Clusters in the Milky Way. In: Physics Today, Bd. 65, S. 46 – 52, Oktober 2012.