Die National Aeronautics and Space Administration (NASA) hat kürzlich ein aktuelles kosmisches Bild veröffentlicht, das vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurde. Auf dem Bild leuchten mehr als 500.000 Sterne im Weltraum und zeigen eine herrliche Landschaft aus Rot, Weiß und Blau. Dieses Bild zeigt den Kugelsternhaufen Messier 3 (M3). Als eines der Erinnerungsbilder zum 250. Jahrestag der Gründung der Vereinigten Staaten ist es auch einer der größten bekannten Kugelsternhaufen in der Milchstraße.
Kugelsternhaufen sind dichte Ansammlungen kugelförmiger Sterne, die durch die Schwerkraft eng miteinander verbunden sind. Die meisten ihrer Sterne entstanden fast gleichzeitig in der gleichen Gasmasse und gelten daher als die älteste Gruppe von Sternpopulationen in der Milchstraße. Astronomen haben am äußeren Rand der Milchstraße etwa 150 Kugelsternhaufen identifiziert, die die Milchstraße umkreisen. Unter ihnen fällt M3 aufgrund seines großen Maßstabs und seiner besonderen Eigenschaften besonders ins Auge.
M3 ist nicht nur riesig, sondern auch einzigartig gelegen. Er befindet sich weit entfernt vom Zentrum der Milchstraße und enthält mehr als 240 veränderliche RR-Lyrae-Sterne. Es ist derzeit der Kugelsternhaufen mit der größten bekannten Anzahl veränderlicher RR-Lyrae-Sterne. Die Helligkeit alter veränderlicher Sterne wie RR Lyrae ändert sich im Laufe der Zeit periodisch auf vorhersehbare Weise. Astronomen können ihre Entfernung genau berechnen, indem sie ihre Eigenhelligkeit mit der auf der Erde beobachteten Helligkeit vergleichen, ähnlich der Standardhelligkeit von Autolichtern bei Nacht, um die Entfernung eines Fahrzeugs zu bestimmen.
Zusätzlich zu einer reichen Population veränderlicher Sterne wurden im Inneren von M3 auch etwa 70 seltene „blaue Nachzügler“-Kandidaten identifiziert. Dieser Sterntyp erscheint in Kugelsternhaufen besonders schillernd und bläulich und sieht viel „jünger“ aus als die umgebenden alten, rötlichen Sterne. Blaue Ausreißer wurden erstmals in M3 entdeckt. Die gängige Ansicht ist, dass sie durch die Gravitationswechselwirkung mit Begleitsternen Materie von nahegelegenen Sternen ansammeln, zusätzliche Masse gewinnen und dadurch „verjüngt“ werden. Sie scheinen durch höhere Temperaturen, blauere Farben und stärkere Helligkeit „verjüngt“ zu werden, was ihnen einen visuellen Effekt verleiht, der „verjüngend“ zu sein scheint.
Wissenschaftler gehen im Allgemeinen davon aus, dass die ungewöhnlichen Eigenschaften von M3 möglicherweise auf eine Sternhaufenverschmelzung in der Antike zurückzuführen sind. Aktuelle Beobachtungen zeigen, dass es im Inneren von M3 zwei deutlich unterschiedliche Sternpopulationen gibt, was darauf hindeutet, dass er durch die Verschmelzung zweier Kugelsternhaufen entstanden sein könnte. Ursprünglich ging man davon aus, dass die beiden Sternhaufen zu einer kleineren Zwerggalaxie gehören, die im Laufe ihrer Entwicklung schließlich von der Milchstraße absorbiert wurde.
Das Hubble-Weltraumteleskop hat M3 in den letzten Jahrzehnten viele Male beobachtet und als NGC 5272 aufgezeichnet, was Astronomen wichtige Informationen für eine eingehende Analyse der komplexen inneren Struktur und der ungewöhnlichen Sternzusammensetzung des Sternhaufens liefert. In den zuletzt verarbeiteten Bildern entspricht Blau kürzeren Wellenlängen im sichtbaren Lichtband, während Rot längeren Wellenlängen und einem Teil des Nahinfrarotbands entspricht. Die Farben werden gemäß Hubbles Standard-Bildverarbeitungsprozess zugewiesen, um die von den verschiedenen Filtern des Teleskops aufgezeichnete Strahlung wirklich widerzuspiegeln. Da die Farbe eines Sterns eng mit seiner Oberflächentemperatur zusammenhängt, sind die blaueren Sterne im Bild heißer, während die röteren Sterne relativ kühler sind.
Dieses M3-Bild ist Teil des Hubble-Treasury-Programms, dessen Ziel es ist, etwa die Hälfte der bekannten Kugelsternhaufen in der Milchstraße systematisch zu beobachten. Durch die Untersuchung dieser alten Sternensysteme als Ganzes hoffen Astronomen, eine vollständigere Zeitleiste zusammenzustellen und das historische Bild der Entstehung und Entwicklung der Milchstraße zu rekonstruieren.
Nach mehr als dreißig Dienstjahren ist das Hubble-Teleskop immer noch eines der Flaggschiff-Observatorien der NASA. Es arbeitet mit dem James Webb-Weltraumteleskop und dem kommenden Nancy Grace Roman Space Telescope zusammen, um den Menschen weiterhin einen tieferen und umfassenderen Blick auf das Universum zu ermöglichen und der wissenschaftlichen Gemeinschaft dabei zu helfen, ihr Gesamtverständnis der Struktur und Entwicklung des Universums weiter zu verbessern.