Enge Begegnungen mit massereichen Doppelsternen produzieren rasende Einzelgänger

Sternen-Ausreißer

Kagoshima (Japan)/Leiden (Niederlande) - Etwa jeder fünfte massereiche Stern in unserer Milchstraße bewegt sich mit ungewöhnlich hoher Geschwindigkeit durchs All. Diese jungen "Ausreißer-Sterne" stammen überwiegend aus dichten Sternhaufen. Sie werden dort durch enge Begegnungen mit einem Doppelstern beschleunigt und aus dem Sternhaufen heraus katapultiert. Das zeigen jetzt Computersimulationen eines Forscher-Duos aus Japan und den Niederlanden. Die Ergebnisse der Simulationen reproduzieren erfolgreich die Geschwindigkeits- und Massenverteilung der beobachteten Ausreißer, schreiben die beiden Astronomen im Fachblatt "Science".

Während die meisten Sterne in der Milchstraße sich mit vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeiten von bis zu 30 Kilometer pro Sekunde bewegen, bringen es Ausreißer auf bis zu 300 Kilometer pro Sekunde. Für das hohe Tempo gab es bislang zwei Erklärungsmodelle: Entweder stammen die Ausreißer aus Doppelstern-Systemen, bei denen einer der Sterne explodiert ist und die Wucht der Explosion hat den verbliebenen Stern beschleunigt. Oder enge Begegnungen zwischen Einzel- und Doppelsternen katapultieren einen der drei Himmelskörper auf eine neue, rasante Bahn.

Die Computersimulationen von Michiko Fujii von der Universität Kagoshima in Japan und Simon Portegies Zwart von der Sternwarte Leiden in den Niederlanden zeigen nun, dass das zweite Modell offenbar das richtige ist. "Das Modell repliziert die wesentlichen Merkmale der Ausreißer in der Milchstraße und liefert auch eine Erklärung für die massereichen Sterne um junge Sternhaufen", so die beiden Wissenschaftler. In ihren Computer-Simulationen bildet sich im Zentrum eines jungen Sternhaufens stets ein massereicher Doppelstern, der dann im Mittel 23 Sterne mit hoher Geschwindigkeit aus dem Haufen herausschleudert - eine Zahl, die über die ganze Milchstraße summiert eine ausreichende Menge von Ausreißern liefert.

Fujii und Zwart vergleichen ihre Simulation zudem gezielt mit dem jungen Haufen R136 in der Großen Magellanschen Wolke, einer Satelliten-Galaxie der Milchstraße. Beobachtungen zeigen sechs Sterne mit mehr als der achtfachen Masse der Sonnen, die mit hoher Geschwindigkeit von R136 wegfliegen - die Simulation liefert im Mittel fünf solche Ausreißer. Zusätzliche Ausreißer durch Sternexplosionen sind also nicht nötig - und wären bei R136 auch gar nicht möglich: Einige der Sterne wurden aus dem erst rund zwei Millionen Jahre alten Haufen herausgeschleudert, bevor es dort überhaupt zu einer Sternexplosion kommen konnte.