Ein internationales Forscherteam hat herausgefunden, dass der Sternhaufen IRS13 in der Nähe des zentralen Schwarzen Lochs der Milchstraße überraschend jung ist. Die Entdeckung, die durch jahrzehntelange Daten und das James Webb-Weltraumteleskop ermöglicht wurde, stellt aktuelle Theorien der Sternentstehung in Frage und bietet Einblicke in die Geschichte und Zukunft des Zentrums der Milchstraße.
Forscher haben herausgefunden, dass IRS13, ein Sternhaufen in der Nähe des supermassiven Schwarzen Lochs Sagittarius A* in der Milchstraße, viel jünger ist als erwartet. Dies stellt bestehende Theorien über die Sternentstehung in der Nähe von Schwarzen Löchern in Frage. Das Forschungsteam geht davon aus, dass der Entstehungsprozess von IRS13 voller Turbulenzen war, was möglicherweise zum unerwarteten Auftauchen junger Sterne in seiner Nähe geführt hat.
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Florian Peißker vom Institut für Astrophysik der Universität zu Köln hat eine detaillierte Untersuchung eines jungen Sternhaufens in der Nähe von Sagittarius A* (SgrA*), dem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße, durchgeführt. Überraschenderweise stellten sie fest, dass der Cluster mit dem Namen IRS13 viel jünger war als erwartet.
IRS13 wurde vor mehr als zwei Jahrzehnten entdeckt und bis vor kurzem war es nicht möglich, die spezifischen Mitglieder des Clusters zu identifizieren. Dies erreichten sie durch die Kombination verschiedener Daten, die über mehrere Jahrzehnte von mehreren Teleskopen gesammelt wurden.
Die Sterne in diesem Sternhaufen sind nur wenige hunderttausend Jahre alt, gemessen an stellaren Maßstäben sehr jung, insbesondere im Vergleich zu unserer 5 Milliarden Jahre alten Sonne. Interessanterweise ist es angesichts der hochenergetischen Strahlung und der Gezeitenkräfte der Milchstraße unmöglich, dass so viele junge Sterne in der Nähe eines supermassiven Schwarzen Lochs existieren.
Die Studie trägt den Titel „Evaporating Massive Embedded Star Cluster IRS13 Near SgrA*. I. Detection of a Rich Population of Dusty Objects in the IRS13 Cluster“ (Detection of a Rich Population of Dusty Objects in the IRS13 Cluster) und wurde im Astrophysical Journal veröffentlicht.
Multiwellenlängenansicht um das supermassereiche Schwarze Loch SgrA* (gelbes X). Rot ist Sterne, Blau ist Staub. Viele der jungen Sterne im Sternhaufen IRS 13 sind von Staub oder hellen Sternen verdeckt. Bildnachweis: Florian Peissker/Universität zu Köln
Eine weitere wichtige Entdeckung im Zusammenhang mit dieser Forschung wurde mit dem James Webb Space Telescope (JWST) gemacht. Das James-Webb-Weltraumteleskop hat das erste Spektrum des Zentrums der Milchstraße ohne atmosphärische Störungen erstellt. Diese Leistung ist einem Prisma zu verdanken, das am Institut für Astrophysik unter der Leitung von Professor Dr. Andreas Eckardt, einem der Co-Autoren der Studie, entwickelt wurde. Spektroskopische Ergebnisse zeigen das Vorhandensein von Wassereis im galaktischen Zentrum. Dieses Wassereis, das häufig um junge Sternobjekte herum zu finden ist, ist ein weiterer Beweis für die Jugend einiger Sterne in der Nähe von Schwarzen Löchern.
Weitere Untersuchungen durch Dr. Peskes Team zeigten, dass IRS13 eine komplexe Entstehungsgeschichte hatte. IRS13 scheint aufgrund von Faktoren wie Reibung mit dem interstellaren Medium, Kollisionen mit anderen Sternhaufen oder seiner inneren Dynamik in Richtung des supermassiven Schwarzen Lochs gewandert zu sein. Irgendwann „fängt“ die Schwerkraft des Schwarzen Lochs den Sternhaufen ein. Diese Gravitationswechselwirkung verursacht wahrscheinlich einen bogenförmigen Aufprall an der Vorderseite des Clusters, wie der Bug eines Schiffes, das durch Wasser schneidet. Der daraus resultierende Anstieg der Staubdichte könnte eine weitere Sternentstehung ausgelöst haben, was auch erklären könnte, warum sich die jüngsten Sterne im Haufen hauptsächlich oben oder vorne befinden.
Dr. Peißker sagte: „Die Analyse von IRS13 und die entsprechende Interpretation des Sternhaufens ist der erste Versuch, das jahrzehntealte Rätsel um unerwartet junge Sterne im Zentrum der Milchstraße zu lüften. Neben IRS13 gibt es auch einen Sternhaufen, den sogenannten S-Haufen, der näher am Schwarzen Loch liegt und ebenfalls aus jungen Sternen besteht. Nach anerkannter Theorie sind diese Sterne auch deutlich jünger.“
Die Entdeckung von IRS13 bietet die Möglichkeit für weitere Forschungen, um Verbindungen zwischen der Region direkt neben dem Schwarzen Loch und Lichtjahre entfernten Regionen herzustellen.
Dr. Michal Zajaček, der Zweitautor der Studie und Wissenschaftler an der Masaryk-Universität in Brünn, Tschechische Republik, fügte hinzu: „Der IRS13-Haufen scheint der Schlüssel zur Aufklärung des Ursprungs der dichten Sternpopulation im Zentrum der Milchstraße zu sein. Wir haben viele Beweise dafür gesammelt, dass sich in Haufen wie IRS13 möglicherweise sehr junge Sterne im Bereich supermassereicher Schwarzer Löcher gebildet haben. Dies ist auch das erste Mal, dass wir Sternpopulationen unterschiedlicher Art identifizieren konnten.“ Alter - heiße Hauptreihensterne und junge aufstrebende Sterne - in einem Haufen so nahe am Zentrum der Milchstraße.