Kugelsternhaufen M13

Kugelsternhaufen sind sehr alt, frei von Nebelstrukturen und extrem kompakte Gebilde. Hier eines der schönsten Exemplare des Nordhimmels, M13:

m13

H-II-Regionen (wie der berühmte Orionnebel) sind Gebiete aus ionisiertem Wasserstoff, in denen neue Sterne entstehen. Dass man sie in Kugelsternhaufen nicht findet, hat zwei Hauptgründe:
  • Fehlendes Gas und Staub: Kugelsternhaufen sind “saubere” Systeme. Das interstellare Gas und der Staub, aus dem Sterne entstehen, wurden entweder durch die Gravitationskräfte des Haufens bei seiner Entstehung weggeblasen oder durch die Strahlung der Sterne im Laufe der Jahrmilliarden aus dem System entfernt. Ohne Gas gibt es keinen Nachschub für neue Sternentstehung.
  • Alter der Population: H-II-Regionen sind die “Kinderstuben” der Astronomie. Sie umgeben junge, massereiche Sterne (Spektralklasse O und B), die noch in ihrer Geburtswolke stecken. Kugelsternhaufen hingegen bestehen aus einer sehr alten Sternpopulation, bei der die Geburtswolken längst verbraucht oder zerstreut sind.

Sterne in Kugelsternhaufen sind im Durchschnitt
extrem alt.
  • Alter: Typischerweise sind sie zwischen 10 und 13 Milliarden Jahre alt. Das bedeutet, sie entstanden kurz nach dem Urknall, als das Universum noch sehr jung war.
  • Gleichaltrigkeit: Ein entscheidendes Merkmal ist, dass fast alle Sterne in einem Kugelsternhaufen zur gleichen Zeit aus derselben Gaswolke entstanden sind. Sie haben also ein sehr ähnliches Alter und eine ähnliche chemische Zusammensetzung (Metallizität).

Obwohl alle Sterne etwa gleich alt sind, sehen sie unterschiedlich aus. Das liegt an der Masse der einzelnen Sterne:
  • Rote Sterne (Riesen): Viele der sichtbaren roten Sterne in einem Kugelsternhaufen sind “Rote Riesen”. Das sind Sterne, die ihr Wasserstoff-Brennmaterial im Kern aufgebraucht haben und sich nun in einer späten Phase ihres Lebens befinden. Sie blähen sich auf und werden kühler (daher rot).
  • Normalerweise sollten in einem so alten Haufen keine blauen Sterne mehr vorhanden sein, da massereiche blaue Sterne sehr kurzlebig sind und längst als Supernovae explodiert wären. Die Besonderheit: Wenn man in einem alten Haufen dennoch blaue Sterne sieht, nennt man sie “Blue Stragglers” (Blaue Nachzügler). Diese entstehen durch Kollisionen oder den Stofftransfer zwischen zwei eng beieinander liegenden Sternen. Durch diese “Zufuhr” von neuem Wasserstoff wirken sie jünger und heißer (blauer), als sie eigentlich sein dürften.

Kugelsternhaufen sind faszinierende Objekte mit einzigartigen physikalischen Eigenschaften:
  • Extreme Dichte: Im Zentrum eines Kugelsternhaufens können sich Millionen von Sonnenmassen auf engstem Raum befinden. Die Sterndichte kann dort millionenfach höher sein als in der Umgebung unserer Sonne.
  • Sphärische Form: Durch die starke Gravitation sind die Sterne in einer nahezu perfekten Kugel angeordnet. Die Masse ist im Zentrum am höchsten und nimmt nach außen hin ab.
  • Dynamische Interaktion: Aufgrund der hohen Dichte kommt es im Zentrum oft zu “nahen Begegnungen”. Sterne können sich gegenseitig durch Gravitation beeinflussen, in enge Doppelsternsysteme eintreten oder sogar kollidieren.
  • Relikt der Galaxienbildung: Sie gelten als “fossile” Objekte. Da sie oft in den Außenbereichen (Halo) von Galaxien zu finden sind, erzählen sie uns viel über die früheste Phase der Entstehung von Galaxien wie unserer Milchstraße.
  • Gravitationszentrum: Ein Kugelsternhaufen ist ein gravitativ gebundenes System. Das bedeutet, die Gravitation der Sterne untereinander hält den Haufen als Einheit zusammen, während er sich durch die Galaxie bewegt.