Wenn wir unseren Blick zum Sternenhimmel heben, sind uns einige Himmelsformationen seit Jahrtausenden vertraut. Die Plejaden, diese kleine Gruppe heller Sterne, oft auch die Sieben Schwestern genannt, gehören zu jenen Konstellationen, die die Menschheit über die Zeiten und Kulturen hinweg geprägt haben. Doch diese Sicht, die wir von der Erde aus haben, könnte nur ein winziger Teil einer viel größeren Realität sein.
Astronomen der University of North Carolina at Chapel Hill haben gerade enthüllt, dass das, was wir als die Plejaden wahrnehmen, in Wirklichkeit nur der sichtbare Kern einer viel weiter ausgedehnten Sternfamilie ist. Durch die Kombination von Daten des NASA-Satelliten TESS und des Weltraumteleskops Gaia der Europäischen Weltraumorganisation entdeckten sie Tausende bisher unsichtbarer Sterne, die über den Himmel verstreut sind. Diese erweiterte Struktur, getauft auf den Namen Großer Plejaden-Komplex, würde eine zwanzigmal größere Fläche bedeuten als Wissenschaftler bisher schätzten.
Die Plejaden, auch bekannt als der Siebengestirn-Sternhaufen, scheinen auf einem Federbett zu schweben in diesem Infrarotbild des NASA-Weltraumteleskops Spitzer. Staubwolken fegen über die Sterne und hüllen sie in einen watteartigen Schleier. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Die von den Forschern verwendete Methode beruht auf einer grundlegenden Eigenschaft der Sterne: ihrer Rotationsgeschwindigkeit. Wie viele Dinge in der Natur verlangsamen sich Sterne mit dem Alter. Junge Sterne rotieren schnell um sich selbst, während ältere eine langsamere Bewegung annehmen. Durch die präzise Messung dieser Rotation mithilfe der Instrumente von TESS und dem Abgleich dieser Informationen mit den Positions- und Bewegungsdaten von Gaia konnte das Team viele entfernte Mitglieder der Plejaden identifizieren, die die gleichen Alters- und Zusammensetzungsmerkmale teilen.
Andrew Boyle, Hauptautor der Studie, erklärt, dass diese Entdeckung unsere Wahrnehmung der Plejaden radikal verändert. Es sind nicht mehr nur sieben helle Sterne, sondern Tausende von Sternschwestern, die über das Himmelsgewölbe verstreut sind. Diese Enthüllung hat eine Bedeutung, die über den rein astronomischen Rahmen hinausgeht, denn die Plejaden nehmen einen besonderen Platz in vielen Kulturen ein, vom Alten Testament über die Maori-Traditionen Neuseelands bis hin zum Logo der Automobilmarke Subaru.
Dieser neue Ansatz eröffnet Perspektiven für die Kartierung unserer galaktischen Region. Die von den Forschern entwickelte Technik könnte es ermöglichen, andere verstreute Sternfamilien zu identifizieren, die den traditionellen Beobachtungsmethoden entgehen. Andrew Mann, Mitautor der Studie, betont, dass viele Sterne in der Nähe unserer Sonne zu riesigen, ausgedehnten Sternfamilien gehören könnten, von deren Existenz wir noch nichts wissen.
Die Implikationen dieser Entdeckung erstrecken sich bis zum Verständnis unserer eigenen Ursprünge. Durch die Verfeinerung dieser Methode zur Identifizierung von Sternfamilien könnten Astronomen eines Tages bestimmen, ob unsere Sonne selbst in einer Gruppe ähnlich der der Plejaden geboren wurde. Diese Perspektive bietet eine neue Art, die Entstehung von Planetensystemen und die Entwicklung von Sternen in der Galaxie zu betrachten.
Illustration des NASA-Satelliten TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) im Betrieb. Bildnachweis: NASA Goddard Space Flight Center
Die Rotation der Sterne: Die kosmische Uhr, die das Alter verrät
Die Rotationsgeschwindigkeit eines Sterns funktioniert wie eine natürliche Uhr, die es Astronomen ermöglicht, sein Alter mit bemerkenswerter Genauigkeit zu bestimmen. Dieses Phänomen ähnelt dem eines Kreisels, der sich unter dem Einfluss von Reibung allmählich verlangsamt. Im Fall der Sterne erklärt sich diese Verlangsamung durch die Wechselwirkung zwischen ihrem Magnetfeld und dem Sternwind, den sie ständig in den Weltraum abgeben.
Junge Sterne, voller Energie, rotieren schnell um sich selbst und vollenden eine vollständige Umdrehung in nur wenigen Stunden. Diese anfängliche Geschwindigkeit stammt von der Erhaltung des Drehimpulses während des Kollapses der Gaswolke, die ihnen Geburt gegeben hat. Im Laufe der Milliarden von Jahren verlangsamt sich diese Drehbewegung unaufhaltsam und verwandelt jugendliche Sterne in ruhigere und stabilere Gestirne.
Diese physikalische Eigenschaft bietet Wissenschaftlern ein wertvolles Werkzeug, um Sterne zu datieren, ohne auf Methoden der Spektralanalyse zurückgreifen zu müssen. Durch die Messung der Helligkeitsschwankungen, die durch Sternflecken verursacht werden, die vor dem Beobachter vorbeiziehen, können Instrumente wie TESS die Rotationsperiode eines Sterns präzise berechnen. Dieser Ansatz erweist sich als besonders nützlich für die Untersuchung junger Sterne, deren schnelle Rotation einfachere und zuverlässigere Messungen ermöglicht.
Die Anwendung dieser Technik auf die Plejaden ermöglichte es, Sterne zu identifizieren, die das gleiche Alter wie der Kern des Haufens teilen und so ihre Zugehörigkeit zu derselben Sternfamilie offenbarten. Diese Methode ebnet den Weg zu einem neuen Verständnis der Struktur und Entwicklung von Sternengruppen in unserer Galaxie und bietet eine einfache und effektive Möglichkeit, die Geschichte der Sternpopulationen nachzuzeichnen.
Künstlerische Darstellung des Gaia-Satelliten vor der Milchstraße. Bildnachweis: ESA/ATG medialab; Hintergrund: ESO/S. Brunier
Sternfamilien: Verborgene Bindungen in der Galaxie
Sterne entstehen normalerweise nicht isoliert, sondern in riesigen stellaren Kinderstuben, in denen Tausende von Gestirnen gleichzeitig das Licht der Welt erblicken. Diese familiären Gruppen, die durch die Gravitationskraft zusammengehalten werden, stellen die grundlegenden Einheiten der Sternentstehung in unserer Galaxie dar. Im Laufe der Zeit lockern sich diese Bindungen allmählich unter dem Einfluss galaktischer Kräfte und verwandeln kompakte Haufen in verstreute Familien.
Der Prozess der Zerstreuung beginnt, wenn die neu gebildeten Sterne gravitativ miteinander wechselwirken, Energie austauschen und ihre Flugbahnen verändern. Einige Mitglieder erlangen genug Geschwindigkeit, um der Anziehungskraft der Gruppe zu entkommen, während andere sich dem Zentrum nähern. Diese Wechselwirkungen, kombiniert mit den Gezeitenkräften, die durch die Passage nahe anderer galaktischer Strukturen verursacht werden, lösen diese Sternfamilien langsam auf.
Die Entdeckung des Großen Plejaden-Komplexes veranschaulicht dieses Phänomen der Sternentwicklung perfekt. Was wir heute als einen kleinen, kompakten Haufen beobachten, ist nur der dichteste Teil einer viel größeren Struktur, deren Mitglieder sich im Laufe der letzten hundert Millionen Jahre allmählich voneinander entfernt haben. Diese Zerstreuung erschwert die Identifizierung der familiären Bindungen durch traditionelle Beobachtungsmethoden.
Der neue von den Forschern entwickelte Ansatz, der Rotationsdaten und Positionsmessungen kombiniert, ermöglicht es, diese verstreuten Sternfamilien zu rekonstruieren. Diese Methode könnte unser Verständnis der Struktur der Milchstraße revolutionieren, indem sie die Existenz riesiger, bisher unsichtbarer Sternnetzwerke aufdeckt und unsere Sicht einer von einsamen Sternen bevölkerten Galaxie in die eines in erweiterten Familien organisierten Universums verwandelt.