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ASTRONOMIE: Giganten im Super-Gebärsaal - Wenn Sterne entstehen

Riesige Sterne entstehen häufiger als vermutet und verändern unser Bild vom Weltraum. Weil es durch sie nicht nur mehr Kohlenstoff oder Eisen gibt, sondern auch mehr Schwarze Löcher.
Roland Knauer
Die beiden Magellan’schen Wolken, unsere Nachbargalaxien, sind nur über der Südhalbkugel sichtbar. Der sogenannte Tarantel-Nebel in der Grossen Magellan’schen Wolke ist eine Art Super-Gebärsaal für Sterne, in dem auffallend viele riesige Sonnen entstehen. (Bild: Kim Westerskov/Getty)

Die beiden Magellan’schen Wolken, unsere Nachbargalaxien, sind nur über der Südhalbkugel sichtbar. Der sogenannte Tarantel-Nebel in der Grossen Magellan’schen Wolke ist eine Art Super-Gebärsaal für Sterne, in dem auffallend viele riesige Sonnen entstehen. (Bild: Kim Westerskov/Getty)

Roland Knauer

«Damit hatten wir nicht gerechnet», erklärt Fabian Schneider. Der deutsche Astrophysiker an der renommierten Universität im englischen Oxford hat mit seinen Kollegen aus aller Welt die Sterne in einem Teil der Grossen Magellan’schen Wolke untersucht, die nur am Himmel der Südhalbkugel der Erde zu sehen ist. In dieser Zwerggalaxie war Astronomen schon lange der Tarantel-Nebel als eine Art «Super-Kreisssaal» im Weltraum aufgefallen, in dem sehr viele Sterne entstehen. Seit rund acht Millionen Jahren ist diese auch 30 Doradus genannte Struktur sehr aktiv und produziert Sterne wie am Fliessband, berichten die Forscher in der Zeitschrift «Science» (Band 359, Seite 69). «Unter diesen Sternengeburten sind überraschenderweise rund ein Drittel mehr Schwergewichte, als wir das bisher vermutet hatten», wundert sich Fabian Schneider.

Diese Nachricht aber lässt aufhorchen, weil solche Giganten mit mehr als der dreissigfachen Masse unserer Sonne eine sehr wichtige Rolle im Universum spielen. Sie leuchten nicht nur extrem hell und besonders stark im ultravioletten Licht, sondern verteilen am Ende ihres relativ kurzen Sternenlebens in unvorstellbaren Explosionen grosse Mengen von Elementen, die es im frühen Universum kaum gab und die erst im Inneren vieler Sterne entstehen: Dazu gehören Kohlenstoff, zentrales Element allen Lebens, aber auch Sauerstoff, den wir atmen, oder Eisen, ohne das die moderne Zivilisation kaum vorstellbar wäre.

Obendrein formen die Druckwellen solcher Supernova-Explosionen die Galaxien und lassen erheblich mehr Neutronensterne und Schwarze Löcher mit unvorstellbar dichter Materie entstehen, die das Universum stark beeinflussen. Fabian Schneider und seine Kollegen haben also gute Gründe, sich solche Schwer­gewichte genauer anzuschauen. Nur ist das gar nicht so einfach, weil diese Giganten ihren Brennstoff sehr schnell verbrauchen und daher auch sehr hell strahlen. Dieses intensive Leben halten sie aber nur ein paar Millionen Jahre durch, während unsere viel kleinere Sonne mit insgesamt rund zehn Milliarden Jahren etwa tausendmal länger leuchten wird.

Mit dem Riesenteleskop dem Tarantel-Nebel auf der Spur

So gibt es in unserer kosmischen Umgebung normalerweise nur wenige riesige Sterne. Nur in den «Weltraum-Kreisssälen», in denen in den letzten paar Millionen Jahren viele Sterne entstanden, leuchten etliche der Giganten, die ihre Vorräte noch nicht aufgebraucht haben. Die Forscher untersuchen mit dem Riesenteleskop VLT (Very Large Telescope) der Europäischen Südsternwarte ESO auf dem Cerro Paranal in Nordchile den Tarantel-Nebel, von dem das superschnelle Licht rund 180 000 Jahre bis zur Erde unterwegs ist.

Mit einem speziellen Gerät filtern sie aus dem Licht von etwa 800 Sternen in diesem Gebiet eine Art Fingerabdruck, mit dessen Hilfe sie wichtige Eigenschaften der jungen Sonnen ermitteln: Temperatur und tatsächliche Helligkeit, Rotationsgeschwindigkeit und Beschleunigung an der Oberfläche dieser Sterne, aus der die Forscher Rückschlüsse auf deren Masse und Durchmesser ziehen. Nach dem Aussortieren besonders schwer zu untersuchender Doppelstern-Systeme bleiben 452 Einzelsterne übrig, von denen 247 mehr als die 15-fache Masse unserer Sonne haben.

Mehr Sternexplosionen – mehr Schwarze Löcher

Wenn von diesen Riesensternen im Tarantel-Nebel deutlich mehr als bisher vermutet entstehen, verändert das unser bisheriges Bild vom Universum deutlich: So könnte es in diesem System 70 Prozent mehr Supernova-Sternexplosionen geben, die so die dreifache Menge schwerer Elemente wie Sauerstoff und Eisen weit in der Umgebung verteilen. Schwarze Löcher könnten beinahe dreimal häufiger entstehen und so mehr als vermutet zur Dunklen Materie beitragen, die zwar den Weltraum stark beeinflusst, deren Zusammensetzung aber noch einige Rätsel aufgibt.

Bisher haben Fabian Schneider und seine Kollegen nur den Tarantel-Nebel untersucht, Analysen von anderen Regionen des Weltraums stehen noch aus. Sollten aber auch dort ähnliche Verhältnisse herrschen, dürfte das unser bisheriges Bild vom Kosmos ganz erheblich umkrempeln.

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