Rätsel um Kugelsternhaufen gelöst

News: Rätsel um Kugelsternhaufen gelöst

In Kugelsternhaufen finden sich vornehmlich alte, längst ausgebrannte Sterne, die ihr Leben einst in einer Supernova-Explosion beendeten. Dabei schleuderten sie ihre Hüllen ins All, deren Überreste sich eigentlich bis heute in den Kugelsternhaufen finden lassen müssten.

Oliver Busse

In Kugelsternhaufen sammeln sich - dicht gepackt - zahllose alte Sterne. Einige davon haben gerade erst das Stadium von Riesensternen erreicht, die meisten jedoch stießen schon vor langer Zeit ihre Hüllen in Supernova-Explosionen in den Raum, der deshalb von Gasen angefüllt sein müsste. Nachweisen ließen sie sich bisher jedoch nicht, weshalb viele Wissenschaftler vermuten, dass sie von den gewaltigen Druckwellen der Supernovae weit aus den Kugelsternhaufen hinaus geschleudert wurden.

Paulo Freire von der University of Manchester und seine Kollegen wollte dem Gas dennoch auf die Schliche kommen und nahmen mit dem Radioteleskop des Parkes Observatory in Australien den etwa 16 000 Lichtjahre entfernten Kugelsternhaufen Tucanae 47 aufs Korn, der am südlichen Nachthimmel eine etwa vollmondgroße Fläche ausfüllt und in der Nähe der kleinen Magellanschen Wolke zu finden ist. Die Wissenschaftler konzentrierten sich dabei auf 15 Pulsare - Neutronensterne, die ein sehr starkes Magnetfeld besitzen und sich mehrere hundert mal pro Sekunde um ihre eigene Achse drehen. Wie ein Leuchtturm senden sie dabei Radiowellen aus – und zwar mit höchst konstanter Frequenz.

Aufgrund der gigantischen Gravitationskräfte innerhalb von Tucanae 47 kommt es bei den Rotationsgeschwindigkeiten der Pulsare jedoch zu winzigen Schwankungen, auf deren Basis die Forscher nach vierjähriger Beobachtung die exakte Position der Sterne bestimmen konnten.

Anschließend ermittelten sie aus der Intensität der Radiostrahlung, wieviel Materie sich zwischen den Pulsaren und der Erde befand, wobei sie zunächst Naheliegendes fanden: Bei den weiter entfernten Pulsaren war diese Menge größer als bei den näher an der Erde liegenden. Diese Dichteunterschiede waren allerdings so groß, dass sie nicht allein auf Schwankungen der interstellaren Materie zwischen der Erde und dem Kugelsternhaufen zurückzuführen wären. Die Gase mussten sich im Inneren des Kugelsternhaufens befinden.

Und zwar mit einer etwa hundertmal größeren Dichte als die interstellare Materie außerhalb des Sternhaufens – was insgesamt allerdings gerade mal ein Zehntel der Sonnenmasse ergäbe. Viel zu wenig, meinen die Forscher, und vermuten, dass das Innere von Tucanae 47 tatsächlich beinahe blitzblank geputzt wurde, vermutlich von den Supernovae, aus denen die Pulsare wurden.