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Verborgener Sternhaufen in der Milchstraße lässt sich nicht klassifizieren
Ein bislang unbekannter Sternhaufen ist im dicht bevölkerten und staubreichen Scheibenbereich der Milchstraße entdeckt worden. Garro 04 ist rund fünf Milliarden Jahre alt und bewegt sich auf einer fast kreisförmigen Bahn nahe der galaktischen Scheibe, doch seine Eigenschaften passen weder eindeutig zu typischen offenen Sternhaufen noch zu klassischen Kugelsternhaufen.
Santiago (Chile). Sternhaufen bewahren Hinweise auf frühere Phasen der Milchstraße, weil ihre Sterne ungefähr zur selben Zeit aus demselben Ausgangsmaterial entstanden sind. Gerade in Richtung der inneren galaktischen Scheibe lassen sich solche Systeme aber schwer erkennen. Dichte Sternfelder und interstellarer Staub verdecken schwache Haufen und erschweren die Trennung echter Mitglieder von zufällig im selben Himmelsausschnitt liegenden Sternen.
Offene Sternhaufen sind meist vergleichsweise jung und bewegen sich vor allem in der Scheibe der Milchstraße, während Kugelsternhaufen typischerweise mehr als zehn Milliarden Jahre alt sind. Dazwischen gibt es einzelne Systeme, die sich nicht eindeutig einer der beiden klassischen Gruppen zuordnen lassen.
Forscher der European Southern Observatory (ESO) um Dr. Elisa R. Garro haben nun einen solchen Grenzfall untersucht. Garro 04 war zunächst als auffällige Häufung roter Riesensterne in Aufnahmen der Infrarot-Durchmusterung VVVX aufgefallen. Die derzeit öffentlich zugängliche Fassung der Arbeit liegt als Preprint vor und das Manuskript wurde nach Angaben der Autoren bereits zur Veröffentlichung angenommen.
Um zu prüfen, ob die Sternverdichtung ein echter Haufen oder nur eine zufällige Überlagerung ist, kombinierte das Team Infrarotdaten mit Positions- und Bewegungsmessungen von Gaia. Von 2.145 Sternen im untersuchten Bereich blieben nach der Auswahl anhand ihrer Eigenbewegungen 613 als wahrscheinliche Mitglieder übrig. Ihr Anteil steigt zum Zentrum hin an, was die räumliche Konzentration zusätzlich stützt.
Außerdem beobachteten die Forscher 19 besonders wahrscheinliche Mitglieder spektroskopisch mit dem Infrarotinstrument KMOS am Very Large Telescope. Alle 19 Sterne gehören zu einem klaren gemeinsamen Radialgeschwindigkeitsmaximum und gelten deshalb als Mitglieder von Garro 04. Gemeinsam mit den ähnlichen chemischen Eigenschaften spricht dies gegen eine bloße zufällige Ansammlung von Feldsternen.
„Jeder neu entdeckte Sternhaufen stellt ein weiteres Teil im Puzzle der Milchstraße dar. Die Kombination aus Beobachtungen der neuesten Generation, dynamischen Modellen und künstlicher Intelligenz ermöglicht es uns, Strukturen aufzudecken, die Milliarden Jahre lang verborgen geblieben sind. Diese Entdeckungen sind grundlegend, um zu verstehen, wie unsere Galaxie entstanden ist und sich entwickelt hat“, erklärt Dr. José G. Fernández-Trincado von der Universidad Bernardo O’Higgins (UBO).
Die Entfernung von Garro 04 beträgt nach drei photometrischen Verfahren im Mittel 10,07 plus oder minus 0,36 Kiloparsec, was ungefähr 32.800 Lichtjahren entspricht. Aus den Farb-Helligkeits-Diagrammen leiten die Forscher ein Alter von fünf plus oder minus zwei Milliarden Jahren und einen gegenüber der Sonne geringeren Metallgehalt ab.
Die Altersbestimmung ist vergleichsweise unsicher, weil der sogenannte Hauptreihenabknick, dessen Lage das Alter eines Sternhaufens besonders gut eingrenzt, in den verfügbaren Daten nur teilweise erfasst ist. Dadurch lassen sich Alter und Metallgehalt nicht vollständig voneinander entkoppeln. Die spektroskopisch bestimmte Eisenhäufigkeit von etwa [Fe/H] = -0,52 stimmt innerhalb der Unsicherheiten mit der photometrischen Abschätzung überein.
Auch die Bahn von Garro 04 weist klar auf die galaktische Scheibe. Die Modellrechnungen ergeben eine prograde, nahezu kreisförmige Umlaufbahn, die sich ungefähr zwischen 7,6 und 9,4 Kiloparsec Abstand vom galaktischen Zentrum bewegt und höchstens rund 0,6 Kiloparsec aus der Scheibenebene herausführt.