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    Sterne aus einem alten Haufen in der Milchstraße gefunden
    Vor 12 Tagen und 7 Stunden

    Ein Strom von Sternen, der sich weniger als 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall bildete.
    Es wird angenommen, dass Galaxien wie die Milchstraße durch eine Reihe von Verschmelzungen entstanden sind, die kleinere Galaxien und Sternhaufen anziehen und diese fremden Sterne zu ihren eigenen machen. In einigen Fällen waren die Verschmelzungen so jung, dass wir das ehemals unabhängige Objekt noch imme

    Es ist daher eine kleine Überraschung, dass Forscher anscheinend die Überreste eines Kugelsternhaufens gefunden haben, der aus einigen der ältesten Sterne der Welt besteht. Das Ergebnis stimmt mit einem "Wachstum durch Verschmelzung"-Modell der Galaxienkonstruktion überein, wirft jedoch die Frage auf, wie der Haufen so lange intakt blieb.

    Data-Mining von Gaia

    Die Ergebnisse begannen mit einer Analyse von Daten der ESA-Mission Gaia, die nichts anderes tun sollte, als die Milchstraße dreidimensional abzubilden. Gaia hat ungefähr eine Milliarde Objekte Dutzende Male abgebildet, genug, um sowohl ihre Position als auch ihre Bewegung um den Kern der Milchstraße abzuschätzen. Diese Karte hat Wissenschaftlern geholfen, Strukturen innerhalb unserer Galaxie zu identifizieren, basierend auf der Tatsache, dass es einige Gruppen von Sternen gibt, die nicht nur physisch nahe beieinander liegen, sondern sich alle in dieselbe Richtung bewegen.

    Der Abbauprozess Die Gaia-Daten für diese Art von Strukturen sind so nützlich, dass es einen Softwarealgorithmus namens STREAMFINDER gibt, der sie identifiziert. Diese Software führte zur Entdeckung des Sternstroms C-19, einer Gruppe von Sternen, die sich gemeinsam durch den Halo der Milchstraße bewegen.

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    Eine Möglichkeit, um zu überprüfen, ob diese Sterngruppen wirklich als Teil einer einzelnes Cluster soll ihr Alter überprüfen; Haufen bestehen oft aus Sternen mit ähnlichem Alter. Eine Möglichkeit, um festzustellen, ob sich gleichzeitig Sterne gebildet haben, besteht darin, den Inhalt schwerer Elemente zu überprüfen. Es gab kaum Elemente, die schwerer als Helium waren, die während des Urknalls gebildet wurden, so dass die meisten schweren Elemente, die heute vorhanden sind, von früheren Sternen produziert wurden. Je später in der Geschichte des Universums ein Stern entstanden ist, desto mehr dieser schwereren Elemente enthält dieser Stern wahrscheinlich.

    (Astronomen nennen jedes Element, das schwerer als Helium ist, ein Metall und beziehen sich auf das schwere Element eines Sterns Inhalt als seine Metallizität. Aber dies wird wahrscheinlich die meisten Nicht-Astronomen verwirren, also werden wir es vermeiden.)

    Die Astronomen hinter der neuen Arbeit haben also die Konzentrationen schwerer Elemente in den Sternen gemessen, von denen angenommen wurde zum C-19-Strom gehören. Und mit Ausnahme eines Ausreißers waren sie sich alle ziemlich ähnlich, was darauf hindeutet, dass der Stream wirklich der unterbrochene Überrest eines Clusters ist. Die Ergebnisse enthielten aber auch eine Überraschung: eine bemerkenswert geringe Menge an schweren Elementen.

    Alte Geschichte

    Die typische Erfassung schwerer Elemente erfolgt über den Anteil von Eisen (das erst gebildet wird) spät im Leben eines massereichen Sterns) zu Wasserstoff. Wasserstoff war schon immer das am häufigsten vorkommende Element im Universum, während sich der Eisengehalt im Laufe der Zeit langsam erhöht hat. Je höher das Eisen-zu-Wasserstoff-Verhältnis ist, desto neuer ist der Stern entstanden.

    Im Fall des C-19-Stroms war das Verhältnis extrem niedrig. So niedrig, dass sich die Sterne von C-19 vor 3 Milliarden Jahren nach dem Urknall gebildet hätten oder als das Universum nur etwa ein Viertel seines heutigen Alters hatte. Und sie haben sich wahrscheinlich schon viel früher gebildet.

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    Innerhalb der Milchstraße wurden einige hundert Sterne mit ähnlich niedrigen Gehalten an schweren Elementen identifiziert. Aber noch nie wurde ein Haufen gesehen, in dem jeder Stern ein so niedriges Niveau hat. Tatsächlich dachte man vor dieser Entdeckung, dass Cluster in der Milchstraße einen Boden mit schweren Elementen haben – alle hatten Niveaus über denen des C-19-Stroms. Dies galt trotz der Tatsache, dass wir basierend auf der Verteilung bekannter Cluster etwa fünf mit Schwere-Element-Gehalten erwarten würden, die denen des C-19-Stroms ähnlich sind.

    Das Fehlen anderer Cluster deutet darauf hin, dass dass die meisten der frühesten Sternhaufen wie dieser Strom bereits so weit zerstört wurden, dass sie in den Hintergrund der Milchstraßensterne verschwanden. Was die Frage aufwirft, warum der C-19-Stream dies nicht hat. Das ist besonders unerwartet, da die Umlaufbahn des Stroms um den galaktischen Kern ihn tief in die Milchstraße führt, was ihm viele Möglichkeiten gibt, mit anderen Funktionen zu interagieren, die ihn stören sollten.

    Eine Möglichkeit, die dies erklären könnte ist, dass der Haufen ursprünglich als Teil einer verschluckten Zwerggalaxie in die Milchstraße eintrat. Die Struktur der Zwerggalaxie könnte einen gewissen Schutz bieten, bis sie zerstört wird und sich ihre Sterne durch die Milchstraße ausbreiten. Und wenn dies wahr wäre, dann hätte der Haufen, der den C-19-Strom hervorgebracht hat, einen großen Teil der Sterne gehabt, die zu dieser Zeit in der Zwerggalaxie vorhanden waren.

    Unabhängig davon, wie es endet erklärt wird, sagt uns die Anwesenheit des C-19-Stroms Dinge über die Geschichte des Universums. „Die bloße Existenz von C-19 beweist, dass sich Kugelsternhaufen in Umgebungen mit der niedrigsten Metallizität bilden konnten, als sich die ersten galaktischen Strukturen zusammenbauten“, schlussfolgern die Forscher.

    Nature, 2022. DOI: 10.1038/s41586-021-04162-2  (Über DOIs).





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