Milchstraßensystem: Ging die Sonne auf Wanderschaft?

Unsere Sonne umrundet das Zentrum unseres Milchstraßensystems in einer Entfernung von rund 26 500 Lichtjahren und benötigt etwa 250 Millionen Jahre für eine Runde. Lange Zeit wurde davon ausgegangen, dass sich unser Tagesgestirn ungefähr im gleichen Abstand bildete, den es heute zum galaktischen Zentrum hat, also im »Vorstadtbereich« der Galaxis. Ein Forschungsteam um Daisuke Taniguchi von der japanischen Tokyo Metropolitan University und Takuji Tsujimoto vom National Astronomical Observatory of Japan (NOAJ) geht dagegen davon aus, dass die Sonne vor zirka 4,57 Milliarden Jahren etwa 10 000 Lichtjahre näher am galaktischen Zentrum entstand und erst danach zu ihrer heutigen Distanz driftete. Ihre Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift »Astronomy & Astrophysics« veröffentlicht.
Für seine Untersuchungen nutzte das Team die Daten aus dem dritten Sternkatalog (Gaia Data Release 3, DR 3) der europäischen Astrometriemission Gaia, in dem mehr als zwei Milliarden Sterne in der Galaxis erfasst wurden. In dem riesigen Datenschatz suchte die Gruppe gezielt nach Zwillingen der Sonne, die sie englisch als »solar twins« bezeichnete. Diese »Sonnenzwillinge« zeichnen sich dadurch aus, dass sie unserem Zentralgestirn im Hinblick auf die chemische Zusammensetzung, die Temperatur und die Oberflächenschwerkraft sehr ähneln. Insgesamt konnte das Team 6594 Sterne aus dem Gaia-Katalog herausfiltern, die der Sonne sehr ähnlich sind. Damit ist die Datenbasis etwa 30-mal so groß wie diejenige von Vorgängerstudien.
Aus den physikalischen Parametern und den Zusammensetzungen der rund 6600 Sterne leitete die Gruppe um Taniguchi und Tsujimoto in einem nächsten Schritt deren Alter ab. Dabei berücksichtigte das Team auch, dass Sterne, die uns näher stehen, grundsätzlich einfacher zu beobachten sind. Um das Gesamtbild nicht zu verfälschen, korrigierten sie den Datensatz entsprechend sorgfältig. Es zeigte sich eine breite Häufung von Sternaltern zwischen vier und sechs Milliarden Jahren. Unsere Sonne liegt mit 4,57 Milliarden Jahren genau inmitten dieses Bereichs. Das Team folgert daraus, dass dies für die meisten solaren Zwillinge im gleichen Altersbereich innerhalb unseres Milchstraßensystems gilt. Demnach befindet sich unsere Sonne nicht zufällig in ihrem heutigen Abstand zum galaktischen Zentrum, sondern wäre Teil einer großräumigen stellaren Migration. Darauf deutet auch hin, dass viele Sterne mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung heute in einer Entfernung von etwa 16 000 Lichtjahren vom galaktischen Zentrum zu finden sind.
Diese Migration war vermutlich nur möglich, solange sich der zentrale Balken in unserer Galaxie noch nicht gebildet hatte. Er besteht aus einer Vielzahl von Sternen und weist somit eine große Masse auf. Mit seiner Schwerkraft und den daraus resultierenden Gezeitenkräften hindert er heutzutage Sterne daran, in die Außenbereiche des Milchstraßensystems abzudriften. Vor mehr als sechs Milliarden Jahren könnte sich der Balken noch in seiner Entstehung befunden haben, sodass Sterne massenhaft in die »kosmischen Vorstädte« des Milchstraßensystems auswandern konnten. Vor rund vier Milliarden Jahren hatte der Balken dann dem Team zufolge seine endgültige Gestalt und Masse erreicht – seitdem fungiert er als Grenzwächter und hütet seine »Sternenschafe«.
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