Der Phönix-Sternstrom ist der Überrest eines uralten Kugelsternhaufens

Ein Team von Astronomen, darunter Ting Li und Alexander Ji vom Carnegie Institut, entdeckte, dass der Phönix-Sternstrom aus den Überresten eines uralten Kugelsternhaufens besteht, der vor etwa zwei Milliarden Jahren durch die Schwerkraft der Milchstraße auseinander gerissen wurde. Die überraschenden Forschungsergebnisse wurden Ende Juli im Journal Nature veröffentlicht. Laut dieser Studie repräsentiert der Phönix-Strom die Trümmer des metallärmsten Kugelsternhaufens, der bisher entdeckt wurde, und sein Vorläufer unterscheidet sich sehr von der heutigen Kugelsternhaufen-Population im lokalen Universum.

Wenn man sich eine Kugel vorstellt, die aus einer Million Sterne besteht die durch die Schwerkraft aneinander gebunden sind und die einen galaktischen Kern umkreisen, so ist das ein Kugelsternhaufen. In der Milchstraße gibt es etwa 150 von diesen Haufen, die einen schwach ausgeprägten Halo bilden, der unsere Galaxie umgibt.

Aber der einstige Kugelsternhaufen, aus dem der Phönix-Sternstrom hervorging, hatte einen Lebenszyklus, der sich stark von den Kugelsternhaufen unterscheidet die wir heute sehen.

Dieser Sternstrom im Halo unserer Milchstraße wurde bereits 2015 im Rahmen der Dark Energy Survey (DES) Himmelsdurchmusterung von E. Balbinot und Mitarbeiter entdeckt und von den Entdeckern nach der Sternkonstellation in der er sich befindet als Phönix-Strom bezeichnet.

Unter Verwendung des Anglo-Australischen Teleskops, wurde der Phönix-Strom jetzt als Teil des Southern Stellar Streams Spectroscopic Survey (S⁵) Forschungsprojekts (diese Initiative, unter der Leitung von Li, zielt darauf ab, die Bewegung und Chemie von Sternströmen auf der südliche Hemisphäre zu erforschen) genauer untersucht.

„Der Kugelsternhaufen wurde vor vielen Jahren zerstört, aber seine Überreste behielten glücklicherweise seine Entstehung im frühen Universum in Erinnerung, die wir aus der chemischen Zusammensetzung ablesen können“, sagte Li. Das Team maß die Häufigkeit schwerer Elemente, die sogenannte Metallizität der Sterne.

Der Aufbau eines Sterns spiegelt den Aufbau der galaktischen Gaswolke wider, aus der er geboren wurde. Je mehr frühere Generationen von Sternen dieses Material mit schweren Elementen angereichert haben, die sie während ihrer Lebenszeit produzierten, desto metallischer sollten die Sterne sein. Daher wird ein sehr alter und primitiver Stern fast keine schweren Elemente haben.

„Wir waren wirklich überrascht, dass sich der Phönix-Strom deutlich von allen anderen Kugelsternhaufen in der Milchstraße unterscheidet“, erklärte Zhen Wan von der Universität von Sydney und Hauptautor der Studie. „Obwohl der Cluster vor Milliarden von Jahren zerstört wurde, können wir immer noch sagen, dass er sich im frühen Universum gebildet hat.“

Weil andere bekannte Kugelsternhaufen mit schweren Elementen angereichert sind, was darauf hindeutet, dass sie von früheren Sterngenerationen abstammen, wurde theoretisch angenommen, dass eine Mindestmenge an schweren Elementen erforderlich ist, um einen Cluster zu bilden.

Der Vorläufer des Phoenix-Stroms liegt jedoch weit unter der vorhergesagten minimalen Metallizität, was ein erhebliches Problem für die bisherigen Vorstellungen über die Entstehung von Kugelsternhaufen darstellt. „Eine mögliche Erklärung wäre, dass der Phoenix-Strom der letzte seiner Art ist, sozusagen der Überrest einer Population von Kugelsternhaufen, die in radikal anderen Umgebungen geboren wurden als jene Kugelsternhaufen, die wir heute beobachten können“, sagte Li.

Die Forscher schlagen vor, dass diese heute nicht mehr existenten Kugelsternhaufen durch die Gravitationskräfte der Milchstraße zu Sternströmen auseinander gerissen wurden. Die Überreste anderer alter Kugelsternhaufen könnten auch heute noch als schwache Ströme weiterleben und der Entdeckung harren, bevor sie sich im Lauf der Zeit ganz auflösen.

2. August 2020/SP
Verein Kuffner-Sternwarte