Forscher haben herausgefunden, dass der Sternhaufen IRS13 in der Nähe des supermassereichen Schwarzen Lochs Sagittarius A* in unserer Galaxie viel jünger ist als erwartet. Dies stellt bestehende Theorien über die Sternentstehung in der Nähe von Schwarzen Löchern in Frage. Das Team vermutet, dass IRS13 eine turbulente Formation hatte, die möglicherweise zur unerwarteten Anwesenheit junger Sterne in seiner Nähe geführt hat.
Ein internationales Team hat den Sternhaufen IRS13 in der Nähe des Zentrums unserer Galaxie entdeckt schwarzes Loch ist überraschend jung. Die Entdeckung, ermöglicht durch jahrzehntelange Daten und die James Webb-Weltraumteleskopstellt aktuelle Sternentstehungstheorien in Frage und bietet Einblicke in die Geschichte und Zukunft des Zentrums unserer Galaxie.
Ein internationales Team um Dr. Florian Peißker vom Institut für Astrophysik der Universität zu Köln hat einen jungen Sternhaufen in der Nähe des supermassereichen Schwarzen Lochs Sagittarius A* (Sgr A*) im Zentrum unserer Galaxie genau unter die Lupe genommen. Überraschenderweise stellten sie fest, dass dieser Cluster, IRS13, viel jünger ist als erwartet.
Vor über zwanzig Jahren entdeckt, ist es erst seit kurzem möglich, die spezifischen Mitglieder des Clusters zu identifizieren. Dies erreichten sie durch die Kombination einer Vielzahl von Daten mehrerer Teleskope, die über mehrere Jahrzehnte gesammelt wurden.
Die Sterne im Sternhaufen sind nur wenige Hunderttausend Jahre alt, gemessen an stellaren Maßstäben außergewöhnlich jung, insbesondere im Vergleich zu unserer 5 Milliarden Jahre alten Sonne. Interessanterweise sollte es angesichts der hochenergetischen Strahlung und der Gezeitenkräfte der Galaxie nicht möglich sein, dass so viele junge Sterne in der Nähe des supermassereichen Schwarzen Lochs existieren.
Diese Forschung mit dem Titel „The Evaporating Massive Embedded Stellar Cluster IRS 13 Close to Sgr A*. I. Detection of a Rich Population of Dusty Objects in the IRS13 Cluster“, wurde veröffentlicht in Der Astrophysikalisches Journal.
Eine Multiwellenlängenansicht der Umgebung des supermassereichen Schwarzen Lochs SgrA* (gelbes X). Rot sind die Sterne, blau der Staub. Viele der jungen Sterne im Sternhaufen IRS13 werden vom Staub verdeckt oder von den hellen Sternen überblendet. Bildnachweis: Florian Peissker / Universität zu Köln
Ergebnisse des James Webb-Weltraumteleskops
Im Zusammenhang mit dieser Studie wurde mit dem James Webb Space Telescope (JWST) eine weitere bedeutende Entdeckung gemacht. Zum ersten Mal hat das JWST ein Spektrum des Galaktischen Zentrums erstellt, das frei von atmosphärischen Störungen ist. Möglich wurde diese Leistung durch ein Prisma, das am Institut für Astrophysik unter der Leitung von Professor Dr. Andreas Eckart, einem Mitautor dieser Forschung, entwickelt wurde. Das resultierende Spektrum zeigte das Vorhandensein von Wassereis im Galaktischen Zentrum. Dieses Wassereis, das häufig um junge Sternobjekte herum zu finden ist, dient als weiterer Beweis für das junge Alter einiger Sterne in der Nähe des Schwarzen Lochs.
Die turbulente Geschichte von IRS13
Weitere Erkenntnisse des Teams um Dr. Peißker legen nahe, dass IRS13 eine komplexe Entstehungsgeschichte durchlaufen hat. Es scheint, dass IRS13 in Richtung des supermassereichen Schwarzen Lochs wanderte, beeinflusst durch Faktoren wie Reibung mit dem interstellaren Medium, Kollisionen mit anderen Sternhaufen oder seine interne Dynamik. Irgendwann hat die Schwerkraft des Schwarzen Lochs den Cluster „eingefangen“. Diese Gravitationswechselwirkung führte wahrscheinlich zu einer Bugstoßformation an der Vorderseite des Clusters, die einer Schiffsspitze ähnelte, die durch Wasser schneidet. Der daraus resultierende Anstieg der Staubdichte könnte dann eine weitere Sternentstehung ausgelöst haben, was erklären könnte, warum sich die jüngsten Sterne des Haufens hauptsächlich oben oder vorne befinden.
Sternengeheimnisse entschlüsseln
„Die Analyse von IRS13 und die damit einhergehende Interpretation des Haufens ist der erste Versuch, ein jahrzehntealtes Rätsel um die unerwartet jungen Sterne im Galaktischen Zentrum zu lösen“, so Dr. Peißker. „Neben IRS13 gibt es noch einen Sternhaufen, den sogenannten S-Cluster, der noch näher am Schwarzen Loch liegt und ebenfalls aus jungen Sternen besteht.“ Sie sind auch deutlich jünger, als es nach gängigen Theorien möglich wäre.“
Die Ergebnisse von IRS13 bieten die Möglichkeit für weitere Forschungen, um einen Zusammenhang zwischen der direkten Umgebung des Schwarzen Lochs und mehreren Lichtjahren entfernten Regionen herzustellen.
Dr. Michal Zajaček, Zweitautor der Studie und Wissenschaftler an der Masaryk-Universität in Brünn (Tschechische Republik), fügte hinzu: „Der Sternhaufen IRS13 scheint der Schlüssel zur Aufklärung des Ursprungs der dichten Sternpopulation im Zentrum unserer Galaxie zu sein.“ Wir haben umfangreiche Beweise dafür gesammelt, dass sich in Sternhaufen wie IRS13 möglicherweise sehr junge Sterne im Bereich des supermassiven Schwarzen Lochs gebildet haben. Dies ist auch das erste Mal, dass wir Sternpopulationen unterschiedlichen Alters – heiße Hauptreihensterne und junge aufstrebende Sterne – in dem Sternhaufen so nahe am Zentrum des Sternbildes identifizieren konnten Milchstraße.“
Referenz: „Der verdampfende massive eingebettete Sternhaufen IRS 13 in der Nähe von Sgr A*.“ I. Detection of a Rich Population of Dusty Objects in the IRS 13 Cluster“ von Florian Peißker, Michal Zajaček, Lauritz Thomkins, Andreas Eckart, Lucas Labadie, Vladimír Karas, Nadeen B. Sabha, Lukas Steiniger und Maria Melamed, 10. Oktober 2023, Das Astrophysikalische Journal.
DOI: 10.3847/1538-4357/acf6b5