Bildnachweis: ESO
Zuhause ist der Ort, den wir am besten kennen. Nicht so in der Milchstraße - der Galaxie, in der wir leben. Unser Wissen über unsere nächsten stellaren Nachbarn ist seit langem ernsthaft unvollständig und - schlimmer noch - durch Vorurteile in Bezug auf ihr Verhalten verzerrt. Sterne wurden im Allgemeinen zur Beobachtung ausgewählt, weil sie in gewissem Sinne als „interessant“ angesehen wurden, nicht weil sie typisch waren. Dies hat zu einer voreingenommenen Sicht auf die Entwicklung unserer Galaxie geführt.
Die Milchstraße begann kurz nach dem Urknall als ein oder mehrere diffuse Gasklumpen aus fast reinem Wasserstoff und Helium. Mit der Zeit versammelte es sich zu der abgeflachten Spiralgalaxie, in der wir heute leben. In der Zwischenzeit bildeten sich Generationen um Generationen von Sternen, einschließlich unserer Sonne vor etwa 4.700 Millionen Jahren.
Aber wie ist das alles wirklich passiert? War es ein schneller Prozess? War es gewalttätig oder ruhig? Wann wurden alle schwereren Elemente gebildet? Wie hat die Milchstraße im Laufe der Zeit ihre Zusammensetzung und Form verändert? Antworten auf diese und viele andere Fragen sind „heiße“ Themen für die Astronomen, die die Geburt und Entwicklung der Milchstraße und anderer Galaxien untersuchen.
Die reichhaltigen Ergebnisse einer 15-jährigen Marathon-Umfrage eines dänisch-schweizerisch-schwedischen Forschungsteams [2] liefern nun einige Antworten.
1.001 Nächte an den Teleskopen
Das Team verbrachte mehr als 1.000 Beobachtungsnächte über 15 Jahre am dänischen 1,5-m-Teleskop des Europäischen Südobservatoriums in La Silla (Chile) und am Schweizer 1-m-Teleskop des Observatoire de Haute-Provence (Frankreich). Zusätzliche Beobachtungen wurden am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in den USA gemacht. Insgesamt wurden durchschnittlich viermal mehr als 14.000 solarähnliche Sterne (sogenannte F- und G-Sterne) beobachtet - insgesamt nicht weniger als 63.000 einzelne spektroskopische Beobachtungen!
Diese nun vollständige Zählung der Nachbarschaftssterne liefert Entfernungen, Alter, chemische Analyse, Raumgeschwindigkeiten und Umlaufbahnen in der allgemeinen Rotation der Milchstraße. Es identifiziert auch jene Sterne (ungefähr 1/3 von allen), die die Astronomen als doppelt oder mehrfach befunden haben.
Dieser sehr vollständige Datensatz für die Sterne in der Sonnenumgebung wird den Astronomen in den kommenden Jahren Denkanstöße geben.
Ein Traum wird wahr
Diese Beobachtungen liefern die lang ersehnten fehlenden Teile des Puzzles, um einen klaren Überblick über die Sonnenumgebung zu erhalten. Sie markieren effektiv den Abschluss eines Projekts, das vor mehr als zwanzig Jahren begonnen wurde.
Tatsächlich markiert diese Arbeit die Erfüllung eines alten Traums des dänischen Astronomen Bengt Str? Mumen (1908-1987), der durch systematische Untersuchungen seiner Sterne Pionierarbeit in der Geschichte der Milchstraße geleistet hat. Bereits in den 1950er Jahren entwarf er ein spezielles System zur Farbmessung, um die chemische Zusammensetzung und das Alter vieler Sterne sehr effizient zu bestimmen. Und die dänischen 50-cm- und 1,5-m-Teleskope am ESO-Observatorium La Silla (Chile) wurden gebaut, um solche Projekte zu ermöglichen.
Ein anderer dänischer Astronom, Erik Heyn Olsen, machte den ersten Schritt in den 1980er Jahren, indem er den Fluss (Lichtintensität) in mehreren Wellenbereichen (im „Str? Mumen Photometric System“) von 30.000 A-, F- und G-Sternen über den gesamten Himmel zu a maß feste Helligkeitsgrenze. Als nächstes bestimmte der Hipparcos-Satellit der ESA genaue Entfernungen und Geschwindigkeiten in der Himmelsebene für diese und viele andere Sterne.
Das fehlende Glied waren die Bewegungen entlang der Sichtlinie (die sogenannten Radialgeschwindigkeiten). Sie wurden dann vom vorliegenden Team anhand der Doppler-Verschiebung der Spektrallinien der Sterne (dieselbe Technik, mit der Planeten um andere Sterne herum erfasst werden) unter Verwendung des speziellen CORAVEL-Instruments gemessen.
Sternumlaufbahnen in der Milchstraße
Nach Abschluss der Geschwindigkeitsinformationen können die Astronomen nun berechnen, wie die Sterne in der Vergangenheit in der Galaxie herumgewandert sind und wohin sie in Zukunft gehen werden, vgl. PR-Videoclip 04/04.
Birgitta Nordstr? M, Leiterin des Teams, erklärt: „Zum ersten Mal haben wir einen vollständigen Satz beobachteter Sterne, der die Sternpopulation in der Milchstraße im Allgemeinen angemessen darstellt. Es ist groß genug für eine korrekte statistische Analyse und verfügt auch über vollständige Geschwindigkeits- und binäre Sterninformationen. Wir haben gerade selbst mit der Analyse dieses Datensatzes begonnen, aber wir wissen, dass unsere Kollegen weltweit sich an der Interpretation dieses Informationsschatzes beteiligen werden. “
Die erste Analyse des Teams zeigt, dass Objekte wie Molekülwolken, Spiralarme, Schwarze Löcher oder vielleicht ein zentraler Balken in der Galaxie die Bewegung der Sterne während der gesamten Geschichte der Milchstraßenscheibe aufgewühlt haben.
Dies zeigt wiederum, dass die Entwicklung der Milchstraße weitaus komplexer und chaotischer war als bisher angenommene traditionelle, vereinfachte Modelle. Supernova-Explosionen, Galaxienkollisionen und das Eindringen riesiger Gaswolken haben die Milchstraße in der Tat zu einem sehr lebhaften Ort gemacht!
Originalquelle: ESO-Pressemitteilung
