Astronomen haben die Umlaufbahn von zwei unterschiedlichen Populationen von Sternen in einem alten Kugelsternhaufen bestimmt und damit den Beweis erbracht, dass sie sich zu verschiedenen Zeiten gebildet haben.
Forscher um Harvey Richer von der University of British Columbia in Vancouver kombinierten die jüngsten Hubble-Beobachtungen mit Daten aus dem Teleskoparchiv aus acht Jahren, um die Bewegungen der Sterne im Kugelsternhaufen 47 Tucanae zu bestimmen, der sich etwa 16.700 Lichtjahre entfernt befindet weg im südlichen Sternbild Tucana.
Diese Bilder zeigen den uralten Kugelsternhaufen 47 Tucanae, einen dichten Schwarm von bis zu einer Million Sternen. Der gesamte Cluster (links) wurde vom britischen Schmidt-Teleskop am 12. Oktober 1977 und am 9. September 1989 aufgenommen. Das Hubble-Weltraumteleskop-Bild der NASA in rechteckiger Box wurde zwischen Januar und Oktober 2010 aufgenommen
Bildnachweis: NASA, ESA, DSS, STScI / AURA / UKSTU / AAO, Univ. von Br. Columbia
Die Analyse ermöglichte es den Forschern erstmals, die Bewegung von Sternen in den Clustern mit dem Alter der Sterne zu verknüpfen. Die beiden Populationen in 47 Tucanae unterscheiden sich im Alter um weniger als 100 Millionen Jahre.
"Bei der Analyse der Bewegungen von Sternen können wir ihre Bewegung umso genauer messen, je länger die Zeitbasis für Beobachtungen ist", sagte Richer. „Diese Daten sind so gut, dass wir die einzelnen Bewegungen der Sterne im Cluster sehen können. Die Daten liefern detaillierte Belege, um zu verstehen, wie sich verschiedene Sternpopulationen in solchen Clustern gebildet haben. “
Die Kugelsternhaufen der Milchstraße sind die Überreste unserer Galaxienformation. Sie bieten Einblicke in die frühe Geschichte unserer Galaxie. 47 Tucanae ist 10,5 Milliarden Jahre alt und einer der hellsten der mehr als 150 Kugelhaufen unserer Galaxie. Der Cluster ist etwa 120 Lichtjahre breit.
Frühere spektroskopische Untersuchungen ergaben, dass viele Kugelhaufen Sterne mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen enthalten, was auf mehrere Episoden der Sterngeburt hindeutet. Diese Hubble-Analyse unterstützt diese Studien, fügt der Analyse jedoch die Umlaufbahn der Sterne hinzu.
Richer und sein Team nutzten Hubbles Advanced Camera for Surveys, um den Cluster im Jahr 2010 zu beobachten. Sie kombinierten diese Beobachtungen mit 754 Archivbildern, um die Positionsänderung von mehr als 30.000 Sternen zu messen. Anhand dieser Daten konnten sie erkennen, wie schnell sich die Sterne bewegen. Das Team maß auch die Helligkeit und die Temperaturen der Sterne.
Diese Sternarchäologie identifizierte die zwei unterschiedlichen Populationen von Sternen. Die erste Population besteht aus älteren, weniger chemisch angereicherten und in zufälligen Kreisen umlaufenden roten Sternen. Die zweite Population besteht aus blaueren Sternen, die jünger und chemisch verstärkt sind und sich in elliptischeren Bahnen bewegen.
Das Fehlen schwererer Elemente in den roteren Sternen spiegelt die anfängliche Zusammensetzung des Gases wider, aus dem der Cluster besteht. Nachdem die massereichsten dieser Sterne ihre Sternentwicklung abgeschlossen hatten, stießen sie mit schwereren Elementen angereichertes Gas in den Cluster zurück. Dieses Gas kollidierte mit anderen Gasen und bildete eine zweite, chemisch angereicherte Generation von Sternen, die zum Clusterzentrum hin konzentriert war. Mit der Zeit bewegten sich diese Sterne langsam in elliptischere Bahnen.
Dies ist nicht das erste Mal, dass Hubble mehrere Generationen von Sternen in Kugelhaufen enthüllt hat. Im Jahr 2007 fanden Hubble-Forscher drei Generationen von Sternen im massiven Kugelhaufen NGC 2808. Richers Team ist jedoch das erste, das die Dynamik von Sternen mit der Trennung von Populationen in Verbindung bringt.
Die Ergebnisse des Teams werden in der Ausgabe des Astrophysical Journal Letters vom 1. Juli veröffentlicht.
Über NASA