Astronomen bestimmen, wie die Milchstraße entstanden ist
Mithilfe von Farben zur Bestimmung des ungefähren Alters von mehr als 130.000 Sternen im Halo der Milchstraße haben Astronomen das bisher klarste Bild davon erstellt, wie unsere Galaxie vor mehr als 13,5 Milliarden Jahren entstand.
Die an der University of Notre Dame ansässigen Astronomen sind Teil von JINA-CEE – dem Joint Institute for Nuclear Astrophysics – Center for the Evolution of the Elements – mit Sitz an der Michigan State University.
Die Ergebnisse der Forscher werden in der Zeitschrift Nature Physics veröffentlicht, die eine chronografische Karte enthält, die ein Modell der Galaxienentstehung unterstützt. Klicken Sie auf www3.nd.edu/~vplacco/map/index.html .
„Wir wussten bisher nicht viel über das Alter des ältesten Bestandteils der Milchstraße, des Halo-Systems“, sagte die Astrophysikerin Daniela Carollo, wissenschaftliche Assistenzprofessorin am Notre Dame Department of Physics. „Aber jetzt haben wir zum ersten Mal schlüssig nachgewiesen, dass sich alte Sterne im Zentrum der Galaxie befinden und die jüngeren Sterne in größeren Entfernungen zu finden sind.“
Die neuen Ergebnisse bestätigen Vorhersagen von Modellen, die darauf hindeuten, dass die Milchstraße durch die Verschmelzung und Akkretion kleiner Mini-Halos mit Sternen und Gas entstanden ist. In diesen Modellen bildet sich zuerst das Zentrum der Galaxie und enthält daher die ältesten Sterne, während jüngere Sterne und kleine Galaxien, die später, über Milliarden von Jahren, von der Schwerkraft angezogen wurden, weiter vom Zentrum entfernt zu finden sind.
Anhand von Daten des Sloan Digital Sky Survey – dessen Partner JINA-CEE ist – identifizierten die Wissenschaftler mehr als 130.000 blaue Horizontalzweigsterne, die in ihren Kernen Helium verbrennen und je nach Alter unterschiedliche Farben aufweisen. Wenn sich die Sterne in diesem Stadium befinden, stehen die Farben in direktem Zusammenhang mit der Lebenszeit eines Sterns, sodass das Alter geschätzt werden kann.
Die MSU ist eine von vier Kerninstitutionen des JINA-CEE, einem Physics Frontiers Center der National Science Foundation, das sich der interdisziplinären Forschung an der Schnittstelle von Kernphysik und Astrophysik widmet.
JINA-CEE führt Forschungen in der nuklearen Astrophysik durch, die am National Superconducting Cyclotron Laboratory, der Abteilung für Physik und Astronomie, der Abteilung für Chemie und der Abteilung für Computermathematik, Naturwissenschaften und Ingenieurwesen der MSU sowie an den 20 angeschlossenen Institutionen weltweit durchgeführt werden.
Diese neuen Forschungsergebnisse werden es den JINA-CEE-Mitarbeitern ermöglichen, verbesserte Computersimulationen der Entstehung und Entwicklung milchstraßenähnlicher Galaxien zu entwickeln. Diese Modelle bieten Sternastrophysikern und Nuklearwissenschaftlern eine Grundlage für die Umsetzung von Daten aus Nuklearexperimenten an Einrichtungen wie dem NSCL, Notre Dame, dem Argonne National Laboratory und in Zukunft der an der MSU ansässigen Facility for Rare Isotope Beams.
„Dieses Ergebnis liefert entscheidende Hinweise auf die Entstehung des Sternhalos der Milchstraße und bietet uns die einzige Möglichkeit, direkt zu bestimmen, wann sich die Vorläufer der Milchstraße gebildet haben“, sagte Brian O'Shea, Professor für Computermathematik, Naturwissenschaften und Technik sowie Physik und Astronomie, und das NSCL, das auch Mitglied von JINA-CEE ist. „Es wird von unschätzbarem Wert für die Information unserer Rechenmodelle der Galaxienentwicklung sein, die wir hier an der MSU entwickeln.“