Giganten im Super-Kreißsaal

"Damit hatten wir nicht gerechnet", erklärt Fabian Schneider. Der deutsche Astrophysiker an der renommierten Universität im englischen Oxford hat mit seinen Kollegen aus aller Welt die Sterne in einem Teil der Großen Magellanschen Wolke untersucht, die nur am Himmel der Südhalbkugel der Erde zu sehen ist. In dieser Zwerg-Galaxie war Astronomen schon lange der Tarantel-Nebel als eine Art "Super-Kreißsaal" im Weltraum aufgefallen, in dem sehr viele Sterne entstehen. Seit rund acht Millionen Jahren ist diese auch 30 Doradus genannte Struktur sehr aktiv und produziert Sterne wie am Fließband, berichten die Forscher in der Zeitschrift "Science" (Band 359, Seite 69). "Unter diesen Sternengeburten sind überraschenderweise rund ein Drittel mehr Schwergewichte, als wir das bisher vermutet hatten", wundert sich Fabian Schneider.

Mehr als die dreißigfache Masse unserer Sonne

Diese Nachricht aber lässt Astrophysiker aufhorchen, da solche Giganten mit mehr als der dreißigfachen Masse unserer Sonne eine sehr wichtige Rolle im Universum spielen. Sie leuchten nicht nur extrem hell und besonders stark im ultravioletten Licht, sondern verteilen am Ende ihres relativ kurzen Sternenlebens in unvorstellbaren Explosionen große Mengen von Elementen, die es im frühen Universum kaum gab und die erst im Inneren vieler Sterne entstehen: Dazu gehört mit dem Kohlenstoff das zentrale Element allen Lebens, aber auch der Sauerstoff, den wir atmen, oder das Eisen, ohne das die moderne Zivilisation kaum vorstellbar wäre. Obendrein formen die Druckwellen solcher Supernova-Explosionen die Galaxien und lassen erheblich mehr Neutronensterne und Schwarze Löcher mit unvorstellbar dichter Materie entstehen, die ebenfalls das Universum stark beeinflussen.

Fabian Schneider und seine Kollegen haben also gute Gründe, sich solche Schwergewichte genauer anzuschauen. Nur ist das gar nicht so einfach, weil diese Giganten ihren Brennstoff sehr schnell verbrauchen und daher auch sehr hell strahlen. Dieses intensive Leben halten sie aber nur ein paar Millionen Jahre durch, während unsere viel kleinere Sonne mit insgesamt rund zehn Milliarden Jahren etwa tausendmal länger leuchten wird. Daher gibt es in unserer kosmischen Umgebung normalerweise nur sehr wenige riesige Sterne. Nur in den "Weltraum-Kreißsälen", in denen in den letzten paar Millionen Jahren sehr viele Sterne entstanden, leuchten etliche dieser Giganten, die ihre Vorräte noch nicht aufgebraucht haben.

Die Forscher untersuchen daher mit dem Riesenteleskop VLT (Very Large Telescope) der Europäischen Südsternwarte ESO auf dem Cerro Paranal im Norden Chiles den Tarantel-Nebel, von dem das extrem schnelle Licht rund 180.000 Jahre bis zur Erde unterwegs ist. Mit einem speziellen Gerät filtern sie aus dem Licht von etwa 800 Sternen in diesem Gebiet eine Art Fingerabdruck, mit dessen Hilfe sie wichtige Eigenschaften dieser jungen Sonnen ermitteln: Ihre Temperatur und die tatsächliche Helligkeit, die Rotationsgeschwindigkeit und die Beschleunigung an der Oberfläche dieser Sterne, aus der die Forscher Rückschlüsse auf deren Masse und Durchmesser ziehen.

Nachdem die Forscher besonders schwer zu untersuchende Doppelstern-Systeme aussortieren, bleiben 452 Einzelsterne übrig, von denen 247 Giganten mehr als die 15-fache Masse unserer Sonne haben.

Dreimal so vieleSchwarze Löcher

Wenn von diesen Riesensternen im Tarantel-Nebel deutlich mehr als bisher vermutet entstehen, verändert das unser bisheriges Bild vom Universum deutlich: So könnte es in diesem System 70 Prozent mehr Supernova-Sternexplosionen geben, die so die dreifache Menge schwerer Elemente wie Sauerstoff und Eisen weit in der Umgebung verteilen. Schwarze Löcher könnten beinahe dreimal häufiger entstehen und so etwas mehr als vermutet zur Dunklen Materie beitragen, die zwar den Weltraum stark beeinflusst, deren Zusammensetzung aber noch einige Rätsel aufgibt.

Bisher haben Fabian Schneider und seine Kollegen allerdings nur den Tarantel-Nebel untersucht, Analysen von anderen Regionen des Weltraums stehen noch aus. Sollten auch dort ähnliche Verhältnisse herrschen, dürfte das unser bisheriges Bild vom Kosmos erheblich umkrempeln.