Neuzugänge in der Milchstraße - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik

Neuzugänge in der Milchstraße

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Illustration zur Studie: Der Stern markiert die Sonne, die Punkte die Cepheiden. Credit: ESO/Microsoft Worldwide Telescope
Besonderer Fund am Sternenhimmel: Astronomen haben mithilfe des leistungsstarken Teleskops VISTA einen bisher völlig unbekannten Teil der Milchstraße entdeckt. Bei der Kartierung von neu gefundenen Sternen im Zentrum der Galaxie sind die Forscher auf eine Scheibe aus Sternen gestoßen, die hinter dicken Staubwolken im Zentralbereich der Milchstraße verborgen waren. Die Neuzugänge in unserer Heimatgalaxie sind für astronomische Maßstäbe noch jung. Ihre Entdeckung liefert nun ein weiteres Puzzleteil für das Verständnis der Galaxieentwicklung.

Das VISTA-Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) soll den Himmel bis ins feinste Detail kartieren. Mitten in der Attacama-Wüste im Norden Chiles beobachtet das Teleskop insbesondere das dichte Zentrum unserer Heimatgalaxie. Dabei nimmt es zu unterschiedlichen Zeiten Bilder von den zentralen Bereichen der Milchstraße im Infrarotbereich auf. Auf diese Weise können auch Regionen hinter Staubwolken untersucht werden, die bei niedrigeren Wellenlängen undurchsichtig sind.

Bei einer Auswertung von VISTA-Daten aus den Jahren 2010 bis 2014 sind Astronomen nun auf etwas Außergewöhnliches gestoßen. Das Wissenschaftlerteam um Istvan Dékány von der Pontifica Universidad Católica de Chile hat eine bisher unbekannte Komponente unserer Galaxie entdeckt und berichtet davon im Fachmagazin Astrophysical Journal Letters.

Pulsierende Sterne mit Lichtwechsel

Ausgangspunkt für den besonderen Fund der Astronomen war die Entdeckung von 655 Kandidaten für veränderliche Sterne einer speziellen Klasse, den sogenannten Cepheiden. Veränderliche Sterne sind Sterne, die von der Erde aus gesehen Helligkeitsschwankungen aufweisen. Das besondere bei Cepheiden ist, dass sie ihre Helligkeit in einem streng periodischen Rhythmus ändern. Der Grund: Die Sterne dehnen sich periodisch aus und schrumpfen dann wieder – sie pulsieren. Für einen solchen Zyklus benötigen sie zwischen wenige Tage bis wenige Monate, währenddessen ändert sich ihre Helligkeit deutlich.

Hellere Cepheiden brauchen dabei länger um aufzuleuchten und wieder zu verblassen als dunklere. Dieser Zusammenhang ist in der Astronomie heute ein wichtiges Mittel zur Entfernungsmessung. Mit den Informationen über die Periodendauer und die Leuchtkraft eines Cepheiden können Wissenschaftler seine Distanz und damit auch die räumliche Position zu entfernten Objekten in der Milchstraße berechnen. Die Pulsationsperiode steht außerdem in direktem Zusammenhang mit dem Alter der Sterne.

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Vorrat neuer Sterne im Zentrum der Galaxie

Von den 655 Cepheiden identifizierte das Team um Studienautor Dékány 35 Sterne, die zur Unterklasse der klassischen Cepheiden gehören – junge, helle Sterne, die sich von den üblichen Exemplaren deutlich unterscheiden, die um einiges älter und typischerweise im Zentrum der Milchstraße angesiedelt sind. Dieses Zentrum wird in der Fachsprache Bulge genannt. Mithilfe der Daten konnten die Astronomen nicht nur Rückschlüsse auf die Entfernung dieser Sterne ziehen, sondern auch ihre unerwartete Jugend feststellen.

„Alle 35 klassischen Cepheiden, die entdeckt wurden, sind weniger als 100 Millionen Jahre alt. Die jüngsten dürften gerade einmal 25 Millionen Jahre alt sein, wenngleich wir nicht ausschließen können, dass es dort möglicherweise noch jüngere und hellere Cepheiden gibt“, sagt der Zweitautor der Arbeit, Dante Minniti, von der Universidad Andres Bello in Santiago de Chile. Diese Erkenntnis ist den Forschern zufolge überraschend. Normalerweise geht man davon aus, dass der zentrale Bulge der Milchstraße aus einer enormen Anzahl von alten Sternen besteht. Das Alter der neu gefundenen Cepheiden liefere nun jedoch stichhaltige Beweise, dass es über die letzten 100 Millionen Jahre hinweg einen bislang unbestätigten, beständigen Vorrat an neu entstandenen Sternen innerhalb des Zentralbereichs der Milchstraße gegeben haben muss, heißt es in einer Mitteilung der ESO.

Überraschung hinter Wolken aus Staub

Noch überraschender für die Forscher war die Entdeckung, die auf den Fund der Cepheiden folgte: bei der Kartierung der Sterne offenbarte sich dem Team ein völlig neuer Teil der Milchstraße – in Form einer dünnen Scheibe junger Sterne quer durch den galaktischen Bulge. „Dieser Bereich der Galaxis war bis zur Entdeckung durch unsere Durchmusterung völlig unbekannt“, sagt Minniti. Das ist kein Wunder, schließlich versteckt sich die Sternenscheibe hinter dicken Wolken aus Staub und entzieht sich damit dem Blick vieler Teleskope.

Umso stolzer sind die Astronomen, dass das VISTA-Teleskop den neuen Bestandteil unserer Heimatgalaxie aufgespürt hat. „Diese Beobachtung ist eine beeindruckende Demonstration der unübertroffenen Fähigkeiten des VISTA-Teleskops, die extrem abgedunkelten galaktischen Regionen zu untersuchen, die von keiner anderen gegenwärtigen oder geplanten systematischen Durchsuchung erreicht werden können“, sagt Dékány. Die neue Entdeckung stellt die Forscher aber auch vor neue Fragen. Sie wollen nun herausfinden, ob die Sterne etwa dort geboren wurden, wo sie sich heute befinden oder ob sie womöglich von weiter außerhalb stammen. Vom Verständnis der Eigenschaften der Cepheiden sowie ihrer Entwicklung versprechen sich die Forscher auch, die Entwicklung der Milchstraße und den Prozess der Galaxieentwicklung als Ganzes besser zu verstehen.  

Originalarbeit der Forscher:

© wissenschaft.de – Daniela Albat
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