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Galaxiendynamik: Kugelsternhaufen auf Abwegen

Der Kugelsternhaufen M80
Anhand von Daten des Sloan Digital Sky Survey wurden im Virgo-Galaxienhaufen mehr als 1500 Kugelsternhaufen ausgemacht. Anders als erwartet sind diese nicht nur auf die Halos großer Galaxien beschränkt – ein Teil von ihnen irrt stattdessen im intergalaktischen Raum umher und bildet eine eigene Population, die sich über einen Radius von mindestens fünf Millionen Lichtjahren von dem zentralen Sternsystem erstreckt, der elliptischen Riesengalaxie Messier 87 (M87).

Myung Gyoon Lee und seine Kollegen von der koreanischen Seoul National University hatten das Ziel, die Verteilung von Kugelsternhaufen in einer großen Ansammlung von Galaxien zu kartieren. Diese bestehen aus einigen 100 000 Sternen, haben eine runde Gestalt und sind normaler Weise Bestandteil eines großen Sternsystems wie der Milchstraße. Als einziges Ziel kam für diese Studie der Virgo-Galaxienhaufen in Frage und auch hier werden nur die hellsten Vertreter der kugelförmigen Sternnebel erfasst. Durch die Entfernung von mehr als 50 Millionen Lichtjahren tauchen sie in der Sloan-Durchmusterung jedoch nur als punktförmige Objekte auf. Somit mussten sie zunächst aufgrund ihrer Farbe von schwachen Vordergrundsternen der Milchstraße unterschieden werden.

Kugelsternhaufen im Virgo-Cluster | Kugelsternhaufen wie M80 in der Milchstraße (rechts unten) wurden nicht nur in Galaxien des Virgo-Haufens wie M49 gefunden (rechts oben), sondern auch im Raum zwischen diesen Welteninseln (links, türkisfarbene und grüne Bereiche der Häufigkeitsverteilung).
Die Kartierung ergibt zwar auch die erwarteten Konzentrationen im direkten Einflussbereich der großen Welteninseln des Virgo-Cluster, zum Beispiel M87, M49, M60 oder NGC 4636, etliche Kugelsternhaufen befinden sich jedoch auch in den Räumen dazwischen. Vergleiche mit Röntgenbildern des deutschen Satelliten Rosat zeigen, dass die Anordnung größtenteils mit dem heißen, fein verteilten Gas übereinstimmt, dem so genannten Intracluster-Gas.

Kugelsternhaufen sind dabei bis zum Rand des Virgo-Cluster zu finden, rund 5 Millionen Lichtjahre von dessen Zentrum. Von hier aus treiben sie entweder auf nahe gelegene große Galaxien zu oder aber in Richtung des Haufenzentrums. Somit erweisen sich diese Kugelsternhaufen als Intracluster-Objekte, eine Möglichkeit, die schon der Astronom Fritz Zwicky Anfang der 1950er Jahre in Betracht zog, jedoch nicht überprüfen konnte. Mit der Hilfe dieser Irrläufer kann darüber hinaus die Verteilung und Menge der Dunklen Materie im Virgo-Haufen untersucht werden.

Die Astronomen stellten zudem fest, dass die Intracluster-Kugelsternhaufen einen größeren Anteil an bläulicheren, metallarmen Sternen enthalten. Dies deutet darauf hin, dass sie ursprünglich aus ebenfalls metallarmen Zwerggalaxien stammen, die im Laufe der Jahrmilliarden von den großen Sternsystemen auseinander gerissen und geschluckt wurden. Diese Beobachtung deckt sich mit den Vorhersagen des so genannten Mixtur-Szenarios, das die Herkunft der Kugelsternhaufen in großen Ellipsen wie M87 beschreibt. (dre)

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  • Quellen
Lee, M.G., et al.: Detection of a Large-Scale Structure of Intracluster Globular Clusters in the Virgo Cluster. In: Science, 10.1126/science.1186496, 2010.

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