Bildnachweis: Hubble
Das neueste Bild des Hubble-Weltraumteleskops zeigt einen der nächsten Kugelsternhaufen, NGC 6397, der sich nur 8.200 Lichtjahre entfernt im Sternbild Ara befindet. Die Sterne in diesem Cluster sind eine Million Mal dichter gepackt als unsere eigene galaktische Nachbarschaft. Kollisionen zwischen Sternen treten alle paar Millionen Jahre auf. Zwei kollidierende Sterne können zu einem „blauen Straggler“ verschmelzen. Ein heller, junger heißer Stern, der sich sehr von den anderen Sternen im Cluster unterscheidet.
Diese Hubble-Weltraumteleskopansicht des Kerns eines der nächsten Kugelsternhaufen, NGC 6397 genannt, ähnelt einer Schatztruhe aus glitzernden Juwelen. Der Cluster befindet sich 8.200 Lichtjahre entfernt im Sternbild Ara.
Hier sind die Sterne vollgepackt. Die Sternendichte ist ungefähr eine Million Mal höher als in der Sternumgebung unserer Sonne. Die Sterne sind nur wenige Lichtwochen voneinander entfernt, während der unserer Sonne am nächsten liegende Stern mehr als vier Lichtjahre entfernt ist.
Die Sterne in NGC 6397 sind in ständiger Bewegung wie ein Schwarm wütender Bienen. Die alten Sterne sind so zusammengedrängt, dass einige von ihnen zwangsläufig hin und wieder miteinander kollidieren. Beinaheunfälle sind noch häufiger. Trotzdem treten Kollisionen nur etwa alle paar Millionen Jahre auf. Das sind Tausende von Kollisionen in der 14-Milliarden-Jahres-Lebensdauer des Clusters.
Diese Hubble-Bilder wurden für ein Forschungsprogramm aufgenommen, das untersuchen soll, was bei solchen Kollisionen und Beinaheunfällen zurückbleibt. Wenn direkte Kollisionen auftreten, können die beiden Sterne zu einem neuen Stern verschmelzen, der als „blauer Straggler“ bezeichnet wird. Diese heißen, hellen, jungen Sterne heben sich von den alten Sternen ab, aus denen die überwiegende Mehrheit der Sterne in einem Kugelsternhaufen besteht. In der Nähe der Mitte des Clusters im Hubble Heritage-Bild sind mehrere solcher hellblauen Sterne sichtbar.
Wenn zwei Sterne nahe genug beieinander kommen, ohne tatsächlich zu kollidieren, können sie sich gegenseitig „einfangen“ und gravitativ gebunden werden. Eine Art von Binärdatei, die sich auf diese Weise bilden könnte, ist eine „kataklysmische Variable“? eine Paarung aus einem normalen, wasserstoffverbrennenden Stern und einem ausgebrannten Stern, der als weißer Zwerg bezeichnet wird. In einem binären System zieht der Weiße Zwerg Material von der Oberfläche des normalen Sterns. Dieses Material umgibt den Weißen Zwerg in einer „Akkretionsscheibe“ und fällt schließlich darauf. Das Ergebnis dieses Akkretionsprozesses ist, dass kataklysmische Variablen, wie der Name schon sagt, eine unterschiedliche Helligkeit aufweisen. Die vom akkretierenden Material erzeugte Wärme erzeugt auch ungewöhnliche Mengen an ultraviolettem und blauem Licht.
Um nach katastrophalen Variablen zu suchen, bestand das Programm aus einer Reihe von 55 Bildern des Clusters, die über einen Zeitraum von etwa 20 Stunden aufgenommen wurden. Die meisten Bilder wurden in Ultraviolett- und Blaufiltern aufgenommen; Einige Bilder wurden auch bei grünen und infraroten Wellenlängen aufgenommen. Durch den Vergleich der Helligkeit aller Sterne in allen Bildern konnten die Hubble-Astronomen mehrere kataklysmische variable Sterne im Cluster identifizieren. Ein Vergleich ihrer Helligkeit in den verschiedenen Filtern bestätigte, dass sie reichlich ultraviolettes Licht emittierten. Einige dieser Sterne sind im Hubble Heritage-Bild als schwache blaue oder violette Sterne zu sehen.
Eines der faszinierendsten Ergebnisse dieser Studie war völlig unerwartet. Drei schwache blaue Sterne sind in der Nähe der Mitte des Clusters zu sehen? Im Hubble Heritage-Bild erscheinen sie türkis. Diese drei Sterne variieren überhaupt nicht in ihrer Helligkeit und waren eindeutig keine katastrophalen Variablen. Diese Sterne können weiße Zwerge mit sehr geringer Masse sein, die in den Kernen von Riesensternen gebildet werden, deren Entwicklung irgendwie unterbrochen wird, bevor ein vollwertiger weißer Zwerg Zeit hat, sich zu bilden.
Eine solche Unterbrechung kann als Ergebnis einer Sternenkollision oder einer Interaktion mit einem binären Begleiter auftreten. Wenn ein Riesenstern mit einem anderen Stern interagiert, kann er seine äußeren Schichten im Vergleich zu seiner normalen Entwicklung vorzeitig verlieren und seinen heißen, blauen Kern freilegen. Das Endergebnis wird ein weißer Zwerg mit einer geringeren Masse sein, als dies sonst der Fall gewesen wäre. In jedem Fall sind diese ungewöhnlichen Sterne ein weiterer Beweis dafür, dass das Zentrum eines dichten Kugelhaufens ein gefährlicher Aufenthaltsort ist.
Eine große Anzahl normaler weißer Zwerge wurde ebenfalls identifiziert und untersucht. Diese Sterne erscheinen im gesamten Cluster, da sie sich durch normale Sternentwicklungsprozesse bilden und keine Sternwechselwirkungen beinhalten, die überwiegend in der Nähe des Clusterzentrums auftreten. In diesen Bildern wurden fast 100 solcher ausgebrannten Sterne identifiziert, von denen der hellste hier als schwache blaue Sterne zu sehen ist.
Dieses Hubble-Bild ist ein Mosaik aus zwei Bildsätzen, die im Abstand von mehreren Jahren von der Wide Field Planetary Camera 2 aufgenommen wurden. Archivdaten von Wissenschaftsteams unter der Leitung von Jonathan Grindlay (Harvard University) und Ivan King (University of California, Berkeley), aufgenommen 1997 und 1999 wurden mit Hubble Heritage-Daten aus dem Jahr 2001 kombiniert. Adrienne Cool (San Francisco State University), die ebenfalls Mitglied beider archivwissenschaftlicher Teams war, arbeitete mit dem Hubble Heritage-Team zusammen, um die neuen Beobachtungen zu erhalten.
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
