Kugelsternhaufen

Als Kugelsternhaufen bezeichnet man gravitativ gebundene, und damit zusammengehörige Ansammlungen mit bis zu einigen hunderttausend oder Millionen Sternen, deren Konzentration zum Haufenzentrum hin stark ansteigt. Sie befinden sich in einer kugelförmigen Umgebung von Galaxien, dem Halo.

Kugelsternhaufen zählen mit ungefähr 10 bis 13 Milliarden Jahren zu den ältesten Gebilden im Universum. Ihre Sterne sind alle ungefähr gleich alt und zeigen keine Spektrallinien von schwereren Elementen in ihren Spektren (so genannte extreme Population-II-Sterne). Aus solchen Messungen wird auch ihr hohes Alter abgeleitet, da sich die schweren Elemente erst im Laufe der Jahrmilliarden entwickeln.

Die Milchstraße besitzt etwa 150 Kugelsternhaufen, die das galaktische Zentrum auf verschiedenen Bahnen umkreisen. Dabei passieren sie immer wieder auch die galaktische Ebene, ohne jedoch dabei Schaden zu nehmen.

In Kugelsternhaufen ist die mittlere Sterndichte mit einigen hundert Sternen pro Kubiklichtjahr deutlich höher als beispielsweise in der Milchstraße, die in der Sonnenumgebung lediglich etwa 0,01 Sterne pro Kubiklichtjahr aufweist. Im Zentrum ist die Sterndichte so hoch, dass es im Mittel etwa alle 10.000 Jahre pro Haufen zu einer Sternkollision kommt. Solche Kollisionen führen zu den folgenden Konsequenzen:

• Es werden auffallend viele so genannte blaue Nachzügler (englisch: blue stragglers) beobachtet, die nicht in das Alterschema des Haufens zu passen scheinen.
• Es gibt im Vergleich zur Milchstraße auffallend viele Röntgenquellen, die vermutlich aus engen Doppelsternsystemen mit einem Neutronenstern oder schwarzen Loch als Partner bestehen.
• Rote Riesen sind unterrepräsentiert, da sie aufgrund ihrer Größe besonders häufig in Kollisionen verwickelt werden.

Die hohe Sternendichte führt auch dazu, dass Kugelsternhaufen in der Regel kaum interstellares Gas besitzen.

Entgegen früherer Annahmen konnten im Jahr 2002 zwei Wissenschaftler-Teams um Roeland Van der Marel vom Space Telescope Science Institute bzw. Michael Rich von der Universität von Kalifornien in Los Angeles, mittelschwere Schwarze Löcher in Kugelsternhaufen nachweisen. Eines davon befindet sich im 32.000 Lichtjahre entfernten Kugelsternhaufen M15, der zu unserer Milchstraße gehört und ist 4.000 Sonnenmassen schwer. Das andere 20.000 Sonnenmassen schwere Schwarze Loch wurde vom Team um Michael Rich entdeckt und befindet sich im Kugelsternhaufen G1, der zu unserer Nachbargalaxie M31 (Andromeda-Galaxie) gehört. Mit diesen Beobachtungen wird eine Lücke in der Massenverteilung schwarzer Löcher zwischen Supernovaüberresten mit einigen wenigen Sonnenmassen und Galaxienkernen mit mehreren Millionen Sonnenmassen geschlossen.

In einigen elliptischen Galaxien können auch jüngere Kugelsternhaufen beobachtet werden. Von diesen Galaxien nimmt man an, dass sie aus der Verschmelzung von zwei oder mehr Ursprungsgalaxien entstanden. Solche Kollisionen lösen eine Welle der Sternentstehung aus (starburst), bei der nach neuesten Erkenntnissen auch wieder Kugelsternhaufen gebildet werden können, so dass mehrere Generationen von Kugelsternhaufen in einer derartigen Galaxie gefunden werden.

Kugelsternhaufen unterscheiden sich hinsichtlich Struktur und Entstehung deutlich von den lockeren Ansammlungen von Sternen, die man in der Milchstraße findet, und die erheblich weniger Sterne besitzen, den offenen Sternhaufen.

Für den Amateur sichtbare Kugelsternhaufen sind beispielsweise:

• M5 scheinbare Helligkeit 5,8m in der Schlange
• M13 "großer Herkules Haufen" Helligkeit 5,6m im Herkules
• M12 Helligkeit 6,7m im Schlangenträger
• M10 Helligkeit 6,5m im Schlangenträger
• M92 Helligkeit 6,3m im Herkules
• M15 Helligkeit 6,0 m im Pegasus

siehe auch: Sternentwicklung unter Stern, astronomische Objekte

Weblinks

• Junge Kugelsternhaufen, ESO Press release
• "Hubble: Schwarze Löcher in Kugelsternhaufen", astronews.com