Monstersterne 29.05.2020, 14:04 Uhr

Hubble-Teleskop: Erstaunliche Entdeckung liefert neue Erkenntnis über Geburt von Planeten

Drei Jahre lang haben Astronomen mithilfe des Hubble-Teleskops den Sterncluster Westerlund 2 beobachtet. Dabei machten sie eine Entdeckung, die völlig neue Erkenntnisse über das Universum liefert.

Der Sternencluster Westerlund 2. Foto: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI), Westerlund 2 Science Team

Der Sternencluster Westerlund 2.

Foto: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI), Westerlund 2 Science Team

Mithilfe des Hubble-Teleskops der Weltraumbehörden Nasa und Esa haben Astronomen jetzt erstmals einen Sternencluster genauer analysiert und dabei eine erstaunliche Entdeckung gemacht, die völlig neue Erkenntnisse über die Geburt von Planeten liefert.

Drei Jahre lang haben die Wissenschaflter den etwa zwei Millionen Jahre alten Sternhaufen Westerlund 2 in der Milchstraße beobachtet. Nach astronomischen Maßstäben ist Westerlund noch recht jung. Um solche jungen Sterne bilden sich mit der Zeit sogenannte protoplanetare Scheiben aus Staub und anderen Teilchen. Dieser verdichtet sich stellenweise zu Staubwolken, aus denen wiederum nach Millionen von Jahren Planeten entstehen.

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Hubble-Teleskop zeigt protoplanetare Scheiben

Den Wissenschaftlern fiel auf, das die Staubscheiben um die Sterne in der Nähe des Cluster-Zentrums mysteriöserweise keine solchen dichten Staubwolken aufweisen. Die Sterne am Rand des Sternenhaufens hingegen schon.

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Warum also fällt es einigen Sternen in Westerlund 2 schwerer, Planeten zu formen als anderen? Die Erklärung der Wissenschaftler: Die massereichsten und hellsten Sterne des Clusters versammeln sich im Kern. Beobachtungen anderer sternbildender Regionen haben diese These bestätigt. Das Zentrum des Westerlund-2-Clusters enthält mindestens 30 extrem massive Sterne, von denen einige das 80-fache der Sonnenmasse wiegen, wie Nasa und Esa mitteilen.

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Strahlung und Sternwinde „wie eine Lötlampe“

Ihre glühende ultraviolette Strahlung und hurrikanartige Sternwinde von geladenen Teilchen verteilen den Staub in den protoplanetaren Scheiben von Sternen mit weniger Masse und treiben ihn nach außen, so dass sich nur schwer sichte Wolken bilden können. „Wie eine Lötlampe“, so die Forscher in einer Mitteilung.

„Die Energie solcher Monstersterne verändert die Eigenschaften der Scheiben in der Nähe von weniger massereichen Sternen“, erklärt Elena Sabbi vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, die die Hubble-Studie leitet.

„Diese Sterne haben zwar noch eine Scheibe, aber die massreichen Sterne verändern die Zusammensetzung des Staubes in den Scheiben, so dass es schwieriger wird, stabile Strukturen zu schaffen, die schließlich zu Planeten werden können. Wir glauben, dass der Staub aus solchen Scheiben entweder in einer Million Jahren verdunstet oder zumindest in seiner Zusammensetzung und Größe so dramatisch verändert, dass keine Bausteine existieren, aus denen Planeten entstehen könnten.“

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Westerlund 2 ist einerseits wegen seines jungen Alters und andererseits wegen seiner relativen Nähe so spannend für die Astronomen. Der Sternencluster liegt etwa 14.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild „Kiel des Schiffes“. Allerdings ist Westerlund 2 nicht ganz einfach zu beobachten, weil er von Staub umgeben ist: Die Weitfeldkamera 3 des Hubble-Teleskops kann jedoch im Infrarotlicht durch den staubigen Schleier blicken und ermöglicht den Astronomen klare Sicht ins Zentrum des Clusters.

Eine Weitfeld-Aufnahme des Hubble-Teleskops vom Sternencluster Westerlund 2 und seiner Umgebung, Foto: NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2

Eine Weitfeld-Aufnahme des Hubble-Teleskops vom Sternencluster Westerlund 2 und seiner Umgebung,

Foto: NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2

Monstersterne: 100 Mal so viel Masse wie unsere Sonne

„Mit einem Alter von weniger als zwei Millionen Jahren beherbergt Westerlund 2 einige der massereichsten und heißesten jungen Sterne der Milchstraße“, so Forschungsteam-Mitglied Danny Lennon vom Instituto de Astrofísica de Canarias an der Universidad de La Laguna . „Die Umgebung dieses Clusters wird daher ständig von starken Sternwinden und ultravioletter Strahlung dieser Riesen bombardiert, deren Masse bis zu 100 Mal so groß ist wie die der Sonne.“

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Mithilfe des Hubble-Teleskops konnten die Forscher nun sehen, wie sich Planeten in einer Umgebung entwickeln, die der des noch jungen Universums ähnelt: Denn Sternencluster in der Frühphase des Universum wohl von solchen sogenannten Monstersternen dominiert.

„Hubbles Beobachtungen von Westerlund 2 geben uns ein viel besseres Gespür dafür, wie sich Sterne unterschiedlicher Masse im Laufe der Zeit verändern und wie starke Winde und Strahlung von sehr massereichen Sternen nahegelegene Sterne mit geringerer Masse und ihre Scheiben beeinflussen“, so Sabbi. „Wir sehen zum Beispiel, dass Sterne mit geringerer Masse wie unsere Sonne, die sich in der Nähe extrem massereichen Sterne im Cluster befinden, immer noch Scheiben haben und immer noch Material ansammeln können, wenn sie wachsen.“

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