Sternenhaufen Leben und Sterben im All

Sterne werden aus Staub geboren. Niemals allein, sondern immer in Haufen - manchmal in großen, manchmal in kleinen. Die Größe des Haufens ist von enormer Bedeutung, denn sie entscheidet darüber, wer überlebt und wer vergeht.


Wie ein Phoenix aus der Asche - so entsteht ein Stern. Aus einer großen Gaswolke wird er geboren, die unerbittlich von der eigenen Schwerkraft immer weiter zusammengezogen wird - bis die Atome in ihrem Innern so eng zusammengepresst werden, dass ein nukleares Feuer entzündet wird.

Unsere Sonne entstand so und alle anderen Sterne des Universums auch. Doch ein Stern wird nie als Einzelkind geboren, sondern immer in einem Sternenhaufen. Das sind astronomische Familien ganz unterschiedlicher Größe. Es gibt Kleinfamilien von nur einigen hundert Sternen bis hin zu Riesenhaufen, die mehrere Millionen eng gepackte Sterne umfassen.

Wissenschaftlern vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn gelang es nun, die Bildung von Sternenhaufen im Computer zu simulieren. Dabei wollten sie klären, wie kleine und große Haufen entstehen - und wie viele jeweils von welchem Typ. In ihrem Computer-Brutkasten ließen die Forscher die Geburt der Sternenhaufen im Zeitraffer ablaufen. Für astronomische Verhältnisse sind dies Zeiträume, die eigentlich gar nicht so astronomisch sind: "Es dauert eine halbe bis eine Million Jahre, damit sich ein Sternenhaufen bildet", sagt Pavel Kroupa, einer der beteiligten Wissenschaftler. Im Vergleich zum Alter des Universums - geschätzte 13 Milliarden Jahre - ist das ein Augenblick.

Masse entscheidet über Leben oder Sterben

Wichtigste Erkenntnis, die Kroupa und sein Kollege Holger Baumgardt dabei gewannen: Große Sternenhaufen überleben leichter als kleine. "Es gibt eine kritische Masse", sagt Kroupa im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. "Ein Sternenhaufen muss mindestens 100.000 Mal die Masse unserer Sonne besitzen, um zu überleben." Denn nur dann reicht die Schwerkraft der Gaswolke aus, um sie zusammenzuhalten - und damit auch den sich bildenden Sternenhaufen. Manchmal aber, so Kroupa, schaffen es auch die kleineren.

Ein Sternenhaufen ist nämlich ein ewiges Gezerre: Genau wie die Sonne, die mit ihrem mörderischen Sonnenwind einen steten Strom geladener Partikel ins All hinausfeuert, strahlen auch die Sterne inmitten des Haufens. Die größten Sterne inmitten der Sternenhaufen emittieren die meisten Partikel. Diese Winde können das übrig gebliebene Gas in der Wolke regelrecht verwehen. Dadurch verringert sich die Anziehungskraft des jungen Sternhaufens, sodass er schnell viele seiner Sterne verliert.

Die meisten Sterne im jungen Sternhaufen fliegen also in die Weiten des Alls hinaus - so wie unsere Sonne zum Einzelkind wurde. Ein Glück für uns Menschen, denn "sonst wäre unser Planetensystem möglicherweise durch einen nah vorbei fliegenden Stern zerstört worden", sagt Pavel Kroupa.

Die Haufen, die die nötige Größe besitzen, haben genug Sterne, die in dem jungen Sternhaufen gebunden bleiben. Diese Sternenhaufen werden richtig alt, teilweise so alt wie das Universum selbst. Sie haben durch Dick und Dünn zusammengehalten und so vom Anbeginn der Zeit an bis heute überlebt.

Die kleinen Sternenhaufen haben Spuren hinterlassen

Eine der wichtigsten Ergebnisse aus den Computersimulationen der Bonner Wissenschaftler: Große und kleine Sternenhaufen entstehen unterschiedlich wahrscheinlich. "Nach dem Urknall entstanden viele kleine Sternenhaufen", sagt Kroupa. Die kleinen seien gleich kaputt gegangen. "Eigentlich ist es viel wahrscheinlicher, dass sich kleine Haufen bilden. Aber nur die massereichen überlebten und wurden zu den uralten Kugelsternhaufen." Allein in unserer Galaxie gibt es laut Kroupa heute noch ungefähr 150 dieser alten großen Sternenhaufen.

Die vergangenen kleinen Sternenhaufen aber haben Spuren hinterlassen: Einzelne Sternen-Überlebende, die einst inmitten dieser längst vergangenen kleinen Sternenhaufen geboren wurden. Und diese Einzelgänger-Sterne sind ebenfalls sehr alt - kosmische Fossilien. Man findet sie zum Beispiel in der Nachbarschaft unserer Milchstraße: Sie ist umgeben von einer Halo - einem großen kugelförmigen Haufen - sehr alter Sterne. Bislang hatten sich Astronomen immer gefragt, woher diese Halo stammte. Pavel Kroupa und seine Kollegen wissen es nun: aus den Überresten der kleinen Sternenhaufen.

Eine weitere wichtige Erkenntnis: Kurz nach dem Urknall müssen ähnliche physikalische Bedingungen geherrscht haben wie heute. Denn die Bonner speisten die physikalischen Rahmenbedingungen von heute in ihre Computerbrutkästen ein, bevor sie die Sternenhaufen entstehen ließen. Es entstanden Halos von Sternen-Fossilien um die Galaxien herum - so wie in der Realität. Und auch andere Galaxien zeigen die gleiche statistische Verteilung von Sternen-Fossilien wie unsere Milchstraße.



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