2007_3 Sternansammlungen

In einer Galaxie finden sich Anhäufungen von nahezu gleichzeitig aus der gleichen unterstellaren Wolke entstandener Sterne, die eine physische Einheit bilden.

Sternassoziationen

bestehen aus einer Ansammlung von im allgemeinen gering gegen ein Zentrum konzentrierter, gravitativ nicht gebundener etwa 5 bis maximal 100 sehr junger physikalisch ähnlicher Sterne.

Beispiel: OB-Assoziationen, R-Assoziationen, T-Tauri-Assoziationen.

Die Ausdehnungen sind sehr unterschiedlich und deutlich größer als bei Offenen Sternhaufen. Sie liegen etwa zwischen 40 und 200 pc, sind aber schwer anzugeben. Ihre Lebensdauer liegt, durch die scherende Wirkung der differentiellen Rotation der Milchstraße und infolge der durch umgebenden Massen (andere Sternhaufen und große unterstellare Wolken) ausgeübten Gezeitenkräfte, bei etwa 10 Millionen Jahre. Sternassoziationen finden sich überwiegend in der galaktischen Ebene und definieren mit den jungen Offenen Sternhaufen die Spiralarme der Milchstraße. Sie sind typische Vertreter der extremen Population I. (siehe Aufstellung unten).

Bewegungssternhaufen

sind eine Sternengruppe mit einer gleichen Bewegung im Raum. Die Mitglieder können über den Himmel verteilt erscheinen (z. B. Ursa-Major-Haufen) und streben dennoch einem gemeinsamen Zielpunkt zu, der als Vertex bezeichnet wird. Die Bewegungssternhaufen befinden sich alle nahe der Symmetrieebene des Milchstraßensystems und bewegen sich auch in dieser Ebene.

Die Durchmesser liegen zwischen 10 und einigen 100 pc, ihre Geschwindigkeit beträgt 15 bis 45 km/s. Es besteht kein wesentlicher Unterschied zwischen den Offenen Sternhaufen und den Bewegungssternhaufen hinsichtlich ihrer kosmogonischen Stellung, also der Entstehung der Haufen. Nur die Auflösung der offenen Sternhaufen ist noch nicht so weit fortgeschritten. Es werden gelegentlich auch die Offenen Sternhaufen zu den Bewegungssternhaufen gezählt, deren Schwerpunkt eine merkliche Pekuliargeschwindigkeit (Relativbewegung) in Bezug auf die Umgebungssterne aufweist (z. B. bei den Plejaden).

Offene Sternhaufen

bestehen aus etwa 10 bis zu einigen 1000 Sternen mit geringer Konzentration gegen ihr Zentrum.

Beispiel: Plejaden, Hyaden, Praesepe

Die Ausdehnungen schwanken zwischen 1 und 20 pc, doch ist für Sterne am Rand eines Haufens deren Zugehörigkeit teilweise schwer feststellbar. Innerhalb eines Offenen Sternhaufens sind die Sterne kugelsymmetrisch verteilt und in ihnen finden sich viele Doppelsterne und Veränderliche. Ihre Lebensdauer liegt zwischen einigen 100 Millionen Jahre (z. B. Hyaden) und viele Milliarden Jahre. (z. B. Plejaden). Die ältesten dieser Sternhaufen sind fast 8*10⁹ Jahre alt, doch sie existieren nicht beliebig lange, da es zwischen den Mitgliedern zu nahen Bewegungen und einem starken Austausch von Bewegungsenergie kommt. Dadurch können massearme Sterne Geschwindigkeiten erreichen, die größer als die Entweichgeschwindigkeit des Haufens sind. Sie sind Vertreter der extremen Population I.

Kugelsternhaufen

sind kugelsymmetrische Anordnungen von einigen 10⁴ bis 10⁷ Sternen mit deutlicher zentraler Konzentration und werden daraufhin in Klassen unterteilt. Die Klasse I weist die höchste und die Klasse XII die geringste Konzentration auf. Die linearen Durchmesser liegen zwischen etwa 20 und 150 pc, die Haufenmassen zwischen 10³ und 10⁶ Sonnenmassen. Der Centauri sogar bei rund 5*10⁶ Sonnenmassen.

Die bekannten Kugelsternhaufen bilden ein nahezu sphärisches System, das das Milchstraßensystem wie ein Halo umgibt. Der Durchmesser dieses Halos liegt zwischen

50 000 bis 100 000 pc und darin bewegen sich die Kugelsternhaufen auf sehr langgestreckten Ellipsenbahnen um das galaktische Zentrum, wobei sie nicht an der allgemeinen Rotationsbewegung des Milchstraßensystems teilnehmen.

In elliptischen Sternsystemen sind Kugelsternhaufen häufiger als in Spiralsystemen, z. B. gibt es in der Riesengalaxie M87 geschätzte 20000 und in der Andromedagalaxie M31 nur geschätzte 250. Innerhalb der lokalen Gruppe finden sich auch intergalaktische Kugelsternhaufen. Es werden zwei Arten unterschieden: die „roten“ sind die älteren und die „blauen“ die jüngeren Kugelsternhaufen. Besonders in den Zentren finden sich viele Nachzügler, sogenannte „Blaue Stragglers“.

Astronomen vermuten, dass Kugelsternhaufen, die sogenannten Globalen Cluster, mehr oder weniger alle zur gleichen Zeit entstanden und daher gelten sie als eines der am besten verstandenen Systeme im All.

Laut eines Berichtes auf der Tagung der Internationalen Astronomical Union im Sommer 2006 ist die Sternentstehung in Kugelhaufen wohl viel komplizierter. Untersuchungen mithilfe des Weltraumteleskops Hubble ergaben, dass die Sterne mindestens in zwei zeitlich voneinander getrennten Schüben entstehen. Die Bildung neuer Sterne wird durch den zurückbleibenden Schutt des ersten Schubs eingeleitet, die nach der Verbrennung ihres Treibstoffs zu Schwarzen Löchern oder Neutronensternen zusammenfallen.

Ende 2006 wurde der 16 000 Lichtjahre entfernte 47Tucanae (überwiegend aus uralten Sternen bestehend) untersucht, in dem es auch einige „blaue Nachzügler“ gibt. Vermessen wurden über 100 Sterne im Zentrum, einen Würfel mit einer Kantenlänge von 1 Lichtjahr, in welchem sich über 4 000 Sterne dicht gedrängt befinden. Die Verteilung der Elemente zeigte, dass wohl nicht Kollisionen die Ursache der Entstehung von Blue Stragglers sind, da sich bei einer Sternverschmelzung die Elementhäufigkeit nicht wesentlich ändert. Die blauen Sterne enthalten aber besonders wenig Sauerstoff und Kohlenstoff, ein Zeichen dafür, dass sie ihren Nachbarsternen Material wegsaugen und sich einverleiben.

Die Untersuchung von Sternansammlungen, die zum Fortschritt der Kenntnisse des Sternaufbaus und des Milchstraßensystems beitragen, ist noch lange nicht beendet.

Populationen:

Halopopulation = extreme Population II

Zwischenpopulation II

Scheibenpopulation

Ältere Population I

Spiralarmpopulation = extreme Population I

Population III theoretisch angenommen, sehr alt, massearm und leuchtkraftschwach.