Ein Team von Astrophysikern unter der Leitung von Núria Miret-Roig von der Universität Wien fand heraus, dass zwei Methoden zur Bestimmung des Alters von Sternen unterschiedliche Dinge messen: Isochronometrie kann das Geburtsdatum eines Sterns bestimmen, während dynamisches Tracking den Zeitpunkt liefern kann, zu dem ein Stern „das Nest verlässt“, was im untersuchten Sternhaufen etwa 5,5 Millionen Jahre später liegt. Die Forschung, die die frühesten Stadien im Leben eines Sterns bestimmen könnte, wurde jetzt in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
Das Alter von Sternen ist ein grundlegender Parameter in der Astrophysik, lässt sich jedoch nach wie vor relativ schwer messen. Die bisher beste Näherung sind sogenannte Sternhaufen, Gruppen gleichaltriger Sterne, die einen gemeinsamen Ursprung haben. Eine Studie des Instituts für Astrophysik der Universität Wien analysierte das Alter von sechs relativ jungen Sternhaufen.
Die Studie ergab, dass die beiden zuverlässigsten Methoden zur Bestimmung des Alters von Sternen – Isochronometrie und dynamisches Tracking – systematische und konsistente Unterschiede aufweisen: Laut dynamischer Tracking ist jeder Stern etwa 5,5 Millionen Jahre jünger als die Isochronometrie.
„Das zeigt, dass die beiden Messmethoden unterschiedliche Dinge messen“, erklärt Nouria Miret-Roy, Erstautorin der Studie und Astrophysikerin an der Universität Wien. Laut der neuen Studie beginnt die isochrone „Uhr“ zu ticken, wenn sich Sterne bilden, während die dynamische retroaktive „Uhr“ erst dann zu ticken beginnt, wenn der Sternhaufen nach dem Verlassen der Mutterwolke zu expandieren beginnt.
„Diese Entdeckung hat wichtige Implikationen für unser Verständnis der Sternentstehung und Sternentwicklung, einschließlich der Entstehung von Planeten und Galaxien, und eröffnet uns neue Perspektiven auf die Chronologie der Sternentstehung. So können wir beispielsweise die Länge der sogenannten ‚eingebetteten Phase‘ abschätzen, in der der Babystern in der Muttergaswolke verbleibt“, erklärt Co-Autor João Alves, Professor an der Universität Wien.
Messen, wie lange Babysterne in ihren Nestern bleiben
„Der Altersunterschied zwischen den beiden Methoden stellt ein neues und dringend benötigtes Werkzeug zur Quantifizierung der frühesten Lebensstadien eines Sterns dar“, sagte Alves. „Konkret können wir damit messen, wie lange es dauert, bis ein kleiner Stern sein Nest verlässt.“
Möglich wurden die Messungen durch die Kombination von hochauflösenden Daten der Gaia-Sondermission und terrestrischen Radialgeschwindigkeiten (z. B. aus dem APOGEE-Katalog). Miret-Roig erklärt: „Diese Kombination ermöglicht es uns, den Geburtsort von Sternen mit dreidimensionaler Geschwindigkeitsgenauigkeit zu verfolgen. Neue und kommende spektroskopische Untersuchungen wie WEAVE, 4MOST und SDSS-V werden es uns ermöglichen, solche Untersuchungen der gesamten Sonnenumgebung durchzuführen.“
rätselhafte Unterschiede
Miret-Roig sagte: „Seit wir wissen, wie Sterne funktionieren, verwenden Astronomen isochrone Alter, aber diese Alter hingen von dem spezifischen Sternmodell ab, das wir verwendeten. Jetzt ermöglichen uns die hochwertigen Daten des Gaia-Satelliten, das Alter dynamisch zu messen, unabhängig vom Sternmodell, und wir sind sehr froh, dass die beiden Uhren synchronisiert waren. Während der Berechnungen traten jedoch konsistente und rätselhafte Unterschiede zwischen den beiden Methoden zur Altersbestimmung auf.“ „Irgendwann kamen wir an den Punkt, an dem wir die Diskrepanz nicht mehr auf Beobachtungsfehler zurückführen konnten – da wurde uns klar, dass die beiden Uhren wahrscheinlich zwei verschiedene Dinge maßen.“
In dieser Studie analysierte das Team sechs nahegelegene junge Sternhaufen (490 Lichtjahre entfernt und 50 Millionen Jahre alt). Es wurde festgestellt, dass die Einbettungsphase einen Zeitraum von etwa 5,5 Millionen Jahren (plus oder minus 1,1 Millionen Jahre) hat, was wahrscheinlich von der Masse des Sternhaufens und der Menge an Sternrückkopplung abhängt.
Miret-Roig hofft, diese neue Technik auf andere junge und nahegelegene Sternhaufen anwenden zu können, was hoffentlich zu neuen Erkenntnissen über den Sternentstehungsprozess und die Drifttrennung von Sternen führen wird: „Unsere Arbeit ebnet den Weg für zukünftige Sternentstehungsstudien und liefert ein klareres Verständnis der Entwicklung von Sternen und Sternhaufen. Dies ist ein wichtiger Schritt in unserem Verständnis des Entstehungsprozesses der Milchstraße und anderer Galaxien.“
Zusammengestellte Quelle: ScitechDaily