Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Eine Infrarotaufnahme des Kugelsternhaufens Omega Centauri, aufgenommen mit dem Spitzer-Weltraum-Teleskop. NASA und das SSC
Staub findet sich im gesamten Universum und ist aus feinen Silikatteilchen, so wie Sand auf der Erde, oder aus Kohlenstoff (oft vermischt mit anderen Elementen) aufgebaut. Staub absorbiert Licht wirksam bei ultravioletten und sichtbaren Wellenlängen und in unserer Galaxis sind große Staubwolken manchmal als dunkle Strukturen vor hellen Nebeln zu sehen, da der Staub unseren Blick auf das dahinterliegende Licht trübt (zum Beispiel der berühmte Pferdekopf-Nebel). Das Wissen um die Zusammensetzung und anderer Eigenschaften des Staubs hilft Astronomen, für die Auswirkungen dieser Abschwächung Korrekturen vorzunehmen, um korrekte Eigenschaften von Hintergrundsternen, wie deren wahre Helligkeit, zu erhalten. Auch verbessert die Kenntnis der Staubzusammensetzung unsere Berechnung über die relativen Mengen der verschiedenen Elemente in unserer Galaxis. Staub spielt eine entscheidende Rolle bei der Entstehung neuer Sterne und natürlich bei der Bildung zirkumstellarer Scheiben, aus denen sich letztlich Planeten formen.
Woher stammt Staub? Astronomen wissen, daß die meisten der Elemente im Staub in Sternen erzeugt werden. Nach Beendigung ihrer vorherrschenden Phase des Wasserstoffbrennens stoßen Sterne von geringer Größe Material in Form von Staub (und Gas) ab, während massereichere Sterne Staub erzeugen und auswerfen, wenn sie als Supernovae explodieren. Die Einzelheiten jedoch liegen im Dunkeln. So weiß zum Beispiel niemand genau, wie viel Staub bei diesen Vorgängen abgestoßen wird; niemand kennt die Mengenverhältnisse von Silikat zu Graphit oder die Verteilung der Staubkorngrößen oder der Staubkornformen.
Acht Astronomen, darunter die SAO-Astronomin Andrea Dupree, haben die Staubproduktion von Riesensternen im Kugelsternhaufen Omega Centauri (Omega Cen) untersucht. Ein Kugelsternhaufen ist eine nahezu sphärische Ansammlung von Sternen (bis zu mehreren Millionen), die durch die Gravitation zu Gruppen aneinander gebunden sind, deren Durchmesser nur einige zehn Lichtjahre klein sein können. Omega Cen ist der größte und hellste Kugelhaufen in unserer Galaxis, mit ungefähr 5 Millionen Sonnenmassen und etwa 15.000 Lichtjahre von uns entfernt gelegen. Kugelsternhaufen wie dieser sind ein besonders nützlicher Ort, um Staubproduktion zu untersuchen, da all die Sterne in dem Haufen gleich alt sind und sich in der gleichen Entfernung befinden und so jeder mögliche Effekt ihrer Entwicklung recht genau gemessen werden kann.
In einer Arbeit, die in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erscheint, berichten die Wissenschaftler, daß sie mit dem Spitzer-Weltraum-Teleskop 6875 Sterne in Omega Cen untersucht und ihre Messungen auf stellare Modelle angewandt haben. Sie entdecken, daß der Omega Cen mit einer Rate von 0.0003 Erdmassen pro Jahr Staub erzeugt, wovon ungefähr die Hälfte von nur zwei ungewöhnlichen Sternen im Haufen stammt; die Temperatur des Staubs in dem Kugelsternhaufen beträgt etwa 550 Kelvin. Die Arbeit ist zur Bestimmung dieser und zahlreicher anderer Einzelheiten über die Staubproduktion und dessen Zusammensetzung wichtig. Zusätzlich war das Team in der Lage, die Entfernung zu dem Haufen auf eine Genauigkeit von rund 7% zu verfeinern, eine Verbesserung um etwa einen Faktor zwei.
