Schleier über Sternbildungsgebieten gelüftet: Mehr Schwergewichte als gedacht

In manchen Gegenden im All entstehen Sterne noch viel schneller und häufiger als in unserer Milchstraße. Astronomen nennen solche Bereiche Starburst-Galaxien. Die Sternentstehungsraten liegen dort bis zu 100 Mal über dem Milchstraßen-Mittel. Die große Dynamik führt oft dazu, dass sich ein ausgedehnter Staubschleier um diese Galaxien legt. Das erschwert den Astronomen genauere Einblicke, die allerdings wünschenswert wären, denn gerade in der Frühzeit des Universums waren solche Gebiete noch deutlich häufiger als heute.

Mit einer neuen Technik konnten Forscher unter der Leitung des Astronomen Zhi-Yu Zhang von der Universität Edinburgh mit dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) der Europäischen Südsternwarte den Schleier bei vier weit entfernten gasreichen Starburstgalaxien nun lüften. Die Wissenschaftler vermaßen dazu den Anteil der Isotope 18O und 13C. Sauerstoff-18 wird nämlich vermehrt in massereichen Sternen produziert, Kohlenstoff-13 jedoch eher in leichteren Sternen. Das Ergebnis: in den betrachteten Galaxien muss es deutlich mehr massereiche und damit kurzlebige Sterne geben als auf Grund gängiger Modelle zur Sternentstehung vermutet.

Auch in unmittelbarer Nachbarschaft wurde dieser Befund bestätigt. Ein Team um Fabian Schneider von der University of Oxford in Großbritannien führte mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO spektroskopische Messungen von 800 Sternen in der riesigen Sternentstehungsregion 30 Doradus in der Großen Magellanschen Wolke durch. Teamleiter Schneider beschreibt das Ergebnis so: „Wir fanden rund 30% mehr Sterne mit mehr als 30 mal so viel Masse wie die Sonne und etwa 70% mehr als erwartet über 60 Sonnenmassen.“

Aber damit nicht genug. Es scheint auch, als könnten Sterne generell deutlich größer werden, als bisher vermutet, so Schneider: „Unsere Ergebnisse stellen die vorhergesagte Grenze von 150 Sonnenmassen für die maximale Geburtsmasse von Sternen in Frage und legen sogar nahe, dass Sterne Geburtsmassen von bis zu 300 Sonnenmassen haben könnten!

Die vier Starburst-Galaxien, wie von ALMA untersucht. Oben die Verteilung von Kohlenstoff-13, unten die von Sauerstoff-18. (Bild: ESO)
Der Tarantel-Nebel in der Großen Magellanschen Wolke ist eine wahre Sternenfabrik, in der Giganten bis 300 Sonnenmassen entstehen. (Bild: ESO)
Künstlerische Darstellung einer Starburst-Galaxie mit und ohne „Schleier“ (Bild: ESO / M. Kornmesser)

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