Kugelhaufen waren eine Quelle der Faszination, seit Astronomen sie im 17. Jahrhundert zum ersten Mal beobachteten. Diese kugelförmigen Sternsammlungen gehören zu den ältesten bekannten Sternen im Universum und befinden sich in den äußeren Regionen der meisten Galaxien. Aufgrund ihres Alters und der Tatsache, dass fast alle größeren Galaxien sie zu haben scheinen, ist ihre Rolle in der galaktischen Evolution ein Rätsel geblieben.
Zuvor waren Astronomen der Meinung, dass Kugelsternhaufen einige der frühesten Sterne waren, die sich vor etwa 13 Milliarden Jahren im Universum gebildet haben. Neue Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass diese Cluster tatsächlich etwa 4 Milliarden Jahre jünger sein können und etwa 9 Milliarden Jahre alt sind. Diese Erkenntnisse können unser Verständnis davon verändern, wie sich die Milchstraße und andere Galaxien gebildet haben und wie das Universum selbst entstanden ist.
Die Studie mit dem Titel „Neubewertung alter Sternpopulationen“ wurde kürzlich online veröffentlicht und wird derzeit zur Veröffentlichung in evaluiert Die monatlichen Mitteilungen für die Royal Astronomical Society. Die Studie wurde von Dr. Elizabeth Stanway, einer außerordentlichen Professorin in der Astronomiegruppe an der Universität von Warwick, Großbritannien, geleitet und von Dr. J.J. Eldridge, Dozent an der University of Auckland, Neuseeland.
Für ihre Studie entwickelten Dr. Stanway und Dr. Eldridge eine Reihe neuer Forschungsmodelle, um die Entwicklung der Sterne zu überdenken. Diese Modelle, bekannt als BPASS-Modelle (Binary Population and Spectral Synthesis), hatten sich zuvor als wirksam erwiesen, um die Eigenschaften junger Sternpopulationen in der Milchstraße und im gesamten Universum zu untersuchen.
Mit denselben Modellen untersuchte Dr. Eldridge eine Stichprobe von Kugelhaufen in der Milchstraße und in nahe gelegenen ruhenden Galaxien. Sie berücksichtigten auch die Details der binären Sternentwicklung in Kugelhaufen und verwendeten sie, um die Farben von Licht und Spektren alter binärer Populationen zu untersuchen. Kurz gesagt, die Entwicklung des binären Sternensystems besteht aus einem Stern, der sich zu einem Riesen ausdehnt, während die Gravitationskraft des kleineren Sterns die Atmosphäre des Riesen abstreift.
Sie fanden heraus, dass diese binären Systeme etwa 9 Milliarden Jahre alt waren. Da angenommen wird, dass sich diese Sterne zur gleichen Zeit wie die Kugelhaufen selbst gebildet haben, zeigte dies, dass Kugelhaufen nicht so alt sind, wie andere Modelle vorgeschlagen haben. Wie Dr. Stanway über die BPASS-Modelle sagte, entwickelten sie und Dr. Eldridge:
„Die Bestimmung des Alters für Sterne hing immer davon ab, Beobachtungen mit den Modellen zu vergleichen, die unser Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Sternen zusammenfassen. Dieses Verständnis hat sich im Laufe der Zeit geändert, und wir sind uns zunehmend der Auswirkungen der Sternvielfalt bewusst - der Wechselwirkungen zwischen Sternen und ihren binären und tertiären Begleitern.
Wenn dies richtig ist, könnte diese Studie neue Wege der Forschung eröffnen, wie massive Galaxien und ihre Sterne gebildet werden. Dr. Stanway räumt jedoch ein, dass noch viel Arbeit vor uns liegt, einschließlich der Betrachtung nahegelegener Sternensysteme, in denen einzelne Sterne aufgelöst werden können - anstatt das integrierte Licht eines Clusters zu berücksichtigen. Dennoch könnte die Studie für unser Verständnis, wie und wann sich Galaxien in unserem Universum gebildet haben, von immenser Bedeutung sein.
"Wenn das stimmt, ändert es unser Bild von den frühen Stadien der Galaxienentwicklung und wo sich die Sterne gebildet haben, die in den heutigen massiven Galaxien wie der Milchstraße gelandet sind", sagte sie. "Wir wollen diese Forschung in Zukunft weiterverfolgen und sowohl Verbesserungen in der Modellierung als auch die daraus resultierenden beobachtbaren Vorhersagen untersuchen."
Ein wesentlicher Bestandteil der Kosmologie ist das Verstehen, wann das Universum so wurde, wie es ist, nicht nur wie. Durch die Bestimmung, wie alt Kugelsternhaufen sind, erhalten Astronomen einen weiteren entscheidenden Teil des Puzzles, wie und wann sich die frühesten Galaxien gebildet haben. Und diese, kombiniert mit Beobachtungen, die auf die frühesten Epochen des Universums blicken, könnten nur ein vollständiges Modell der Kosmologie ergeben.
