Doppelstern-Entwicklungsmodell reduziert Kugelsternhaufenalter um 4 Milliarden Jahre

Eine neue Studie der Universität von Warwick hat ergeben, dass Kugelsternhaufen bis zu 4 Milliarden Jahre jünger sein könnten als bisher angenommen wurde. Die Forscher dachten bisher, dass Kugelsternhaufen, die aus dicht gedrängten Hunderttausenden von Sternen bestehen, fast so alt sind wie das Universum selbst. Aber dank neu entwickelter Forschungsmodelle hat sich gezeigt, dass sie „nur“ 9 Milliarden Jahre alt sein können statt 13 Milliarden.

Die Entdeckung stellt aktuelle Theorien in Frage wie Galaxien entstanden sind, einschließlich der Milchstraße von der man annimmt, dass in ihr 150 bis 180 Kugelsternhaufen existieren – da man bis jetzt dachte, dass Kugelsternhaufen fast so als sind wie das Universum selbst.

Das neue BPASS-Modell (Binary Population and Spectral Synthesis) wurde entwickelt, um die Evolution von Sternen erneut zu überlegen. Es berücksichtigt die Details der Doppelsternentwicklung innerhalb eines Kugelsternhaufens und wird auch zur Erforschung der Farben des Lichts von alten Doppelsternpopulationen verwendet, in denen auch Spuren chemischer Elemente nachgewiesen werden können.

Der evolutionäre Prozess sieht zwei Sterne, die in einem binären System interagieren, wobei ein Stern sich zu einem Roten Riesen ausdehnt, während die Gravitationskraft des kleineren Sterns die Atmosphäre des Roten Riesen abzieht, die neben anderen Elementen Wasserstoff und Helium beinhaltet. Durch die Verwendung des BPASS-Modells und der Berechnung des Alters der Doppelsternsysteme konnten die Forscher nachweisen, dass Kugelsternhaufen, in dem sich die Doppelsternsysteme befinden, nicht so alt sind wie andere Modelle aussagen.

Das BPASS-Modell, das in Zusammenarbeit mit Dr. JJ Eldridge von der Universität von Auckland entwickelt wurde, hatte sich bereits bei der Erforschung der Eigenschaften junger Sternpopulationen in der Umgebung der Milchstraße bis hin zu deren Rand bewährt.

Bei einer Diskussion über das BPASS-Modell und den Ergebnissen der Astrophysik-Gruppe von der Universität Warwick unter der Leitung von Dr. Elizabeth Stanway kamen die Forscher zu dem Schluss: „Das Bestimmen des Alters von Sternen war immer abhängig vom Vergleich der Beobachtungen mit Modellen, die unser Verständnis von Sternentstehung und Sternentwicklung mit einbeziehen. Dieses Verständnis hat sich im Laufe der Zeit verändert und wir sind uns zunehmend des Effekts der stellaren Vielfalt – den Wechselwirkungen zwischen Sternen und ihren binären und tertiären Begleitern bewusst geworden.“

Dr. Stanway deutet darauf hin, dass die Forschungsergebnisse neue Wege für die Untersuchung aufzeigen, wie sich massive Galaxien und die darin enthaltenen Sterne bildeten: „Es ist wichtig anzumerken, dass noch viel Arbeit zu tun ist, insbesondere sind die Systeme in der Nähe zu beobachten, in denen wir einzelne Sterne auflösen können und nicht nur das integrierte Licht eines Clusters betrachten. Aber es ist ein interessantes und faszinierendes Ergebnis.“

„Und wenn unser Ergebnis stimmt, verändert sich unser Bild von den frühen Stadien der Galaxien-Entwicklung und wie sich die Sterne, die in den heutigen massereichen Galaxien wie der Milchstraße vorhanden sind, einst gebildet haben. Wir wollen diese Forschung in Zukunft fortsetzen um sowohl die Modelle als auch die daraus resultierenden Vorhersagen beobachten zu können.

Diese Studie wird in den Monatsberichten der Royal Astronomical Society veröffentlicht.

6. Juni 2018/SP
Verein Kuffner-Sternwarte