Kugelsternhaufen

Kugelsternhaufen sind sehr dichte Anhäufungen von Sternen, die nicht in der galaktischen Ebene, sondern im umgebenden Halo der Milchstraße und anderer Galaxien zu finden sind. Sie setzen sich im Allgemeinen aus einigen hunderttausend bis einigen Millionen Sternen zusammen. Ihr Name leitet sich von der kugelsymmetrischen Verteilung der Sterne ab. In unserer Galaxis wurden bisher rund 200 solcher kugelförmigen Sternhaufen entdeckt.

Beobachtung:

Das hervorstechende Charakteristikum der Kugelhaufen ist ihre dichte Besiedlung, insbesondere in der Zentralregion. Während in dem Gebiet der Milchstraße, in dem unsere Sonne liegt, die Sterne im Schnitt 6 bis 7 Lichtjahre voneinander entfernt sind, beträgt die mittlere Distanz in einem Kugelsternhaufen nur ca. 6 Lichtmonate, im Zentrum gar nur 2 Lichtmonate. Der Durchmesser dieser Sternhaufen liegt in der Regel bei 100 Lichtjahren, ihre Distanz zur Erde beläuft sich auf mehrere zehntausend Lichtjahre. Die am weitesten entfernten Haufen sind über 200.000 Lichtjahre entfernt.

Es gibt eine Reihe von Kugelhaufen, die auch der Amateurastronom gut beobachten kann, allen voran Omega Centauri, 47 Tucanae, M 13 und M 92 im Sternbild Herkules, M 3 in den Jagdhunden, M 4 im Skorpion, M 22 im Sternbild Schütze und M 5 in der Schlange.

Mit dem Feldstecher beobachtet, erscheint ein Kugelsternhaufen als neblig heller Fleck am Himmel; um diesen in einzelne Sterne auflösen zu können, braucht man schon ein leistungsstarkes Teleskop. Man darf sich nicht dadurch täuschen lassen, dass manche Kugelsternhaufen in den Katalogen als sehr hell verzeichnet sind (5. bis 7. Größe); diese Angaben beziehen sich stets auf das gesamte Objekt. Da ein Sternhaufen ebenso wie eine Galaxie kein punktförmiges Objekt ist und sein Licht sich auf die gesamte Oberfläche verteilt, erscheint er uns deutlich weniger hell als angegeben

 

Alter und Zusammensetzung:

Die Sterne der Kugelsternhaufen gehören zu den ältesten unserer Galaxis; ihr Alter reicht von 5 bis über 10 Mrd. Jahre. Dies lässt sich im HR-Diagramm ablesen, das deutlich zeigt, dass es sich um alte Sterne der Population II handelt. Aus ihrer Erforschung gewinnt man Hinweise auf die Beschaffenheit des Ausgangsmaterials unserer Galaxis. Im Inneren der Kugelsternhaufen findet man dementsprechend ältere Sterne des Typs RR-Lyrae und W-Virginis.Die chemische Zusammensetzung der Sterne eines Kugelhaufens ist recht homogen, während zwischen verschiedenen Haufen große Unterschiede bestehen können. Generell weisen die Kugelsternhaufen angesichts ihres hohen Alters und ihrer Position im metallarmen Halo eine niedrige Metallhäufigkeit auf. 

Verteilung und Entwicklung:

Die Kugelsternhaufen sind im galaktischen Halo beheimatet und kreisen um das Zentrum der Milchstraße. Auf Grund ihrer annähernd kugelförmigen Verteilung nimmt man an, dass auch die primordiale Wolke, aus der sich die Galaxis gebildet hat, kugelförmig gewesen sein muss. Aus der Position der Kugelhaufen und ihrer symmetrischen Verteilung lassen sich auch Rückschlüsse auf die Position des galaktischen Zentrums ziehen. Auf dieser Basis  konnte die Distanz zwischen dem Zentrum der Milchstraße (in Richtung des Sternbilds Schütze) und unserem Sonnensystem ermittelt werden, die bei ca. 33.000 Lichtjahren liegt. Die Kugelsternhaufen wandern auf stark elliptischen Bahnen um das Zentrum der Milchstraße, wobei sie für einen vollständigen Umlauf mehrere hundert Millionen Jahre benötigen. Ihre Dichte ist so hoch, dass sie beim Durchqueren der galaktischen Ebene keinen nennenswerten Gezeitenkräften ausgesetzt sind und deshalb nur in sehr langen Zeiträumen gewisse Auflösungserscheinungen zeigen können. Berechnungen  zufolge dürften sich in 1 Mrd. Jahren nur etwa fünf Kugelsternhaufen auflösen.

Auch in anderen Galaxien wurden bereits eine Reihe von Kugelsternhaufen entdeckt, beispielsweise in der Galaxie M 87 im Sternbild Jungfrau, wobei sie in elliptischen Galaxien wesentlich häufiger auftreten als in Spiralgalaxien.