Wanderer zwischen Galaxien: Die "verlorenen" Sterne

Normalerweise kreisen Sonnen (also Sterne) um das Zentrum ihrer Heimatgalaxien. Aber es gibt Sterne, die einsam zwischen Galaxienhaufen, frei im Weltraum, herum fliegen. Mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubbel hat man solche "verlorenen" Sterne untersucht und ist auf ein Rätsel gestoßen.

Es ist zwar gut vorstellbar, dass es Sonnen gibt, die zwischen Galaxien im Weltraum schweben. Die Theorie war bisher, dass diese Sonnen vielleicht durch den Vorbeiflug eines anderen Sterns aus ihrer Bahn geworfen wurden und dann aus der Heimatgalaxie heraus gedriftet sind.

In einer Meldung vom 4. Januar 2023 schreibt die US-Raumfahrtbehörde NASA aber von neuen einer Entdeckung des Weltraumteleskops Hubble. Astronomen haben mit Hubble den Raum zwischen riesigen Galaxienhaufen, die aus Hunderten oder Tausenden von Galaxien bestehen, untersucht. Die Untersuchung umfasste 10 Galaxienhaufen in einer Entfernung von fast 10 Milliarden Lichtjahren. Zwischen diesen Galaxienhaufen wandern unzählige Sterne wie verlorene Seelen zwischen den Galaxien umher und strahlen einen geisterhaften Lichtschleier aus. Diese Sterne sind nicht durch die Schwerkraft an eine bestimmte Galaxie in einem Haufen gebunden.

Die Messergebnisse von Hubble zeigen, dass dieses Geisterlicht der Sterne zwischen Galaxien weit in die Vergangenheit reicht. Die Frage, die sich die Astronomen stellen, lautet: Wie sind die Sterne überhaupt so verstreut in den Haufen gekommen?

Es gibt mehrere konkurrierende Theorien, darunter die Möglichkeit, dass die Sterne aus den Galaxien eines Haufens herausgelöst wurden, dass sie nach der Verschmelzung von Galaxien umhergeschleudert wurden oder dass sie bereits in den frühen Jahren der Entstehung eines Haufens vor vielen Milliarden Jahren vorhanden waren.

Eine kürzlich durchgeführte Infrarotuntersuchung des Hubble-Weltraumteleskops der NASA, bei der nach diesem so genannten "Intracluster-Licht" gesucht wurde, wirft ein neues Licht auf dieses Rätsel. Die neuen Hubble-Beobachtungen deuten darauf hin, dass diese Sterne schon seit Milliarden von Jahren umherwandern und nicht das Produkt einer jüngeren dynamischen Aktivität innerhalb eines Galaxienhaufens sind, die sie aus normalen Galaxien herauslösen würde.

Die Durchmusterung zeigt, dass der Anteil des Lichts innerhalb des Haufens im Verhältnis zum gesamten Licht im Haufen konstant bleibt, wenn man Milliarden von Jahren in die Vergangenheit zurückblickt. "Das bedeutet, dass diese Sterne bereits in den frühen Phasen der Entstehung des Haufens heimatlos waren", so James Jee von der Yonsei-Universität in Seoul, Südkorea. Seine Ergebnisse werden in der Ausgabe der Zeitschrift Nature vom 5. Januar veröffentlicht.

Sterne können außerhalb ihres galaktischen Geburtsortes verstreut werden, wenn sich eine Galaxie durch gasförmiges Material im Raum zwischen den Galaxien bewegt, während sie das Zentrum des Haufens umkreist. Dabei werden durch den Luftwiderstand Gas und Staub aus der Galaxie herausgedrückt.

Auf der Grundlage der neuen Hubble-Durchmusterung schließt Jee jedoch diesen Mechanismus als Hauptursache für die Sternproduktion innerhalb des Haufens aus. Das liegt daran, dass der Lichtanteil innerhalb des Sternhaufens im Laufe der Zeit bis zur Gegenwart zunehmen würde, wenn Stripping der Hauptgrund wäre. Dies ist jedoch in den neuen Hubble-Daten nicht der Fall, die einen konstanten Anteil über Milliarden von Jahren zeigen.

"Wir wissen nicht genau, was sie heimatlos gemacht hat. Die derzeitigen Theorien können unsere Ergebnisse nicht erklären, aber irgendwie wurden sie im frühen Universum in großen Mengen produziert", sagt Jee. "In den frühen Jahren ihrer Entstehung waren die Galaxien möglicherweise ziemlich klein, und wegen der schwächeren Gravitation haben sie ziemlich leicht Sterne abbekommen."

Wenn die wandernden Sterne durch ein vergleichsweise junges Ereignis zwischen Galaxien entstanden wären, hätten sie nicht genug Zeit gehabt, sich über das gesamte Gravitationsfeld des Haufens zu verteilen und würden daher die Verteilung der dunklen Materie des Haufens nicht nachzeichnen. Wenn die Sterne jedoch in den frühen Jahren des Haufens geboren wurden, haben sie sich vollständig über den Haufen verteilt. Dies würde es den Astronomen ermöglichen, anhand der verirrten Sterne die Verteilung der dunklen Materie im Haufen zu bestimmen.

Bei heise finden sich in diesem deutschsprachigen Artikel noch einige Hinweise auf die neuen Entdeckungen.