R136 zeigt, wie ein Sternhaufen den Zusammenhalt wahrt

Bonner Astronomen: Gravitation wirkt wie ein steifes Gummiband, das die Expansion aufhält

Bonn - Der Supersternhaufen R136 liegt 150.000 Lichtjahre von der Erde entfernt in der Großen Magellanschen Wolke. Forschern der Universität Bonn diente er nun als Modellbeispiel dafür, wie Sternhaufen entstehen und auch ihren inneren Zusammenhalt bewahren können. Die Ergebnisse der Untersuchung wurden in "The Astrophysical Journal" vorgestellt.

R136 ist nach bisherigen Schätzungen nur etwa zwei Millionen Jahre alt, hat sich also erst zu einer Zeit gebildet, als auf der Erde bereits der Homo erectus die Bühne betrat. In derart jungen Sternhaufen wirkt eine starke Kraft, die den inneren Zusammenhalt gefährdet: Die vielen jungen Sterne heizen das Gas im Sternhaufen auf, bis es diesen explosionsartig verlässt. "Der junge Sternhaufen stößt auf diese Weise rund 70 Prozent der Gesamtmasse aus", berichtet Pavel Kroupa vom Argelander-Institut für Astronomie der Uni Bonn. "Sehr junge Haufen müssten also auseinanderfliegen."

Immer schön die Form wahren

Das ist bei R136 jedoch nicht der Fall, wie die Untersuchung durch ein internationales Astronomen-Team ergab. "Die Messungen zeigen, dass die Sterne sich mit Geschwindigkeiten von rund 16.000 Stundenkilometer bewegen - deutlich langsamer als die Theorie vorhersagt", erläutert der Bonner Forscher Sambaran Banerjee. R136 scheint also nicht auseinanderzufliegen.

Trotzdem widerspricht R136 der Theorie zur Sternhaufenentstehung nicht. Die Bonner Forscher berechneten mit Supercomputern die Entwicklung des Sternhaufens. Dazu lösten sie eine große Zahl von Differentialgleichungen, welche die Bewegung jedes Sternes bestimmen, und berücksichtigten insbesondere die Reaktion der Sterne auf den Ausfluss des aufgeheizten Gases aus dem Sternhaufen. "Die Berechnungen zeigen, dass der Sternhaufen deutlich auf den Gasauswurf reagierte, indem er sich aufblähte", sagt Banerjee. 

Das Gummiband

Allerdings zog sich ein bedeutender Teil wieder schnell - binnen etwa einer Million Jahre - zusammen. "Ursache war die Eigengravitation", sagt Kroupa. "Deswegen ist der Haufen heute tatsächlich im Gleichgewicht, genau wie die Messungen zeigen." Obwohl sich die Sterne in dem Haufen auf chaotischen Bahnen umeinander bewegen, verändert das Gebilde nicht mehr seine Größe. Bei einem massereichen Sternhaufen wirkt die Gravitation also wie ein sehr steifes Gummiband, welches sich sehr schnell wieder zusammenzieht, nachdem man es dehnt und loslässt.

Bei einem masseärmeren Sternhaufen, wie etwa dem nur etwa eine Million Jahre alten Haufen NGC 3603 in unserer Milchstraße, ist dieser Gumminband-Effekt deutlich schwächer. Solch ein Haufen braucht viel länger, um wieder ins Gleichgewicht zurückzukehren. Viele der kleinen Sternhaufen schaffen dies nie und lösen sich vollständig auf. (red, derStandard.at, 19. 1. 2013)