14.09.2018

Herkunft der Sterne in der Milchstraße

Alter und chemische Zusammensetzung weisen auf den Geburtsort eines Sterns hin.

Seit langem ist bekannt, dass sich Sterne in Galaxien­scheiben aufgrund der radialen Wanderung von ihren Geburts­orten entfernen. Die Bewegung wird von zahl­reichen Faktoren beeinflusst; zum Beispiel die Größe und Geschwin­digkeit des galak­tischen Balkens, die Anzahl und Form der Spiralarme in der Galaxie und die Häufig­keit mit der kleinere Galaxien während der letzten zehn Milliarden Jahre mit der Milch­straße kollidiert sind. Die Astro­physiker um Ivan Minchev am Leibniz-Institut für Astro­physik Potsdam (AIP) haben nun einen Weg entwickelt, die Herkunft der Sterne in der Milchstraße unter Nutzung ihres Alters und der chemischen Zusammen­setzung als archäo­logische Artefakte zu re­konstruieren.

Abb.: Alter und chemische Zusammensatzung weise auf die Geburtsorte von 600 sonnennahen Sternen in der Milchstraße hin. (Bild: I. Minchev, AIP)

Dabei berück­sichtigten sie, dass die Entstehung von Sternen in der Scheiben­galaxie allmählich nach außen fort­schreitet. Sterne, die an einer bestimmten Position zu einer bestimmten Zeit geboren wurden, weisen eine ausgeprägte chemische Zusammen­setzung auf. Wenn also das Alter und die chemische Zusammen­setzung – etwa der Eisengehalt – eines Sterns sehr genau gemessen werden kann, ist es möglich, direkt auf seinen Geburtsort in der Galaxie zu schließen. Das Team verwendete eine Stichprobe von etwa 600 sonnen­nahen Sternen, die mit dem hochauf­lösenden Spektro­graphen HARPS am 3,6-Meter-Teleskop des ESO-La-Silla-Observa­toriums in Chile beobachtet wurden. Dank den sehr genauen Messungen ihres Alters und Eisen­gehalts stellten sie Wissen­schaftler fest, dass diese Sterne verteilt über die gesamte galak­tische Scheibe geboren wurden, wobei die älteren mehr aus den zentralen Teilen stammen.

Die Methode lässt sich nun auf andere Sterne übertragen – beispiels­weise unsere Sonne. Angesichts ihres Alters von 4,6 Milliarden Jahren und ihres Eisen­gehalts, geht Minchev davon aus, dass die Sonne bei ihrer Entstehung etwa 2.000 Lichtjahre näher am galaktischen Zentrum geboren wurde. Minchev kommentiert: „Bereits die Kenntnis der Herkunfts­orte dieser relativ kleinen Anzahl von Sternen mit genauen Messungen enthüllt unschätz­bare Infor­mationen über die Vergan­genheit unserer Milch­straße.“ Sein Kollege Friedrich Anders ergänzt: „In naher Zukunft wird die Anwendung dieser Methode auf die extrem hochwertigen Daten der Gaia-Mission und boden­gestützte spektro­skopische Unter­suchungen wesentlich genauere Messungen der Migrations­historie und damit der Geschichte der Milch­straße ermög­lichen.“

AIP / JOL

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