Astronomie Sternexplosionen bildeten Lokale Blase rund um unsere Sonne

Seit Jahrzehnten weiss man, dass die Sonne in einem rund 1000 Lichtjahre grossen, staubfreien Hohlraum liegt. Astronominnen und Astronomen haben nun im Fachjournal «Nature» die Evolutionsgeschichte unserer galaktischen Nachbarschaft rekonstruiert.

Das Team um die US-Forscherin Catherine Zucker vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics legt in der Studie dar, wie eine Kette von Ereignissen, die vor 14 Millionen Jahren mit einer Reihe von gewaltigen Sternexplosionen begann, zur Entstehung dieser sogenannten «Lokalen Blase» geführt hat.

Mithilfe von neuen Daten des Weltraumteleskops «Gaia» der Europäischen Weltraumorganisation ESA gelang es, die jüngere Geschichte und Struktur der Milchstrasse mit viel grösserer Genauigkeit als bisher zu rekonstruieren. Das Ergebnis ist eine vollständige 3D-Visualisierung der Lokalen Blase. Diese ist mit einem heissen Gas niedriger Dichte gefüllt, umgeben von einer Hülle aus kaltem, neutralem Gas. An diesen Rändern wurden und werden alle neuen, jungen Sterne in unserer galaktischen Umgebung gebildet.

Durch Zufall liegt Sonne im Zentrum

Die Geschichte der Lokalen Blase beginnt vor etwa 14 Millionen Jahren als über einen Zeitraum von einigen Millionen Jahren rund 15 Sternexplosionen stattfanden. Bei diesen kosmischen Ereignissen explodieren sehr massereiche Sterne am Ende ihrer Lebenszeit.

Durch die gewaltigen Sternexplosionen wurde das umliegende interstellare Gas nach aussen geschoben und die Lokale Blase entstand. An deren Rändern verdichtete sich das Gas und es bildeten sich Molekülwolken, in welchen schliesslich Sterne entstehen konnten. Sieben bekannte, und gut erforschte Sternentstehungsgebiete befinden sich an der Aussenseite der Blase.

Dass die Sonne sich derzeit ziemlich genau im Zentrum der Lokalen Blase befindet, sei «Zufall», sagte Mitautor João Alve von der Universität Wien. Bei den ersten Supernovae, die zur Bildung des Hohlraums geführt hätten, sei die Sonne noch weit entfernt davon entfernt gewesen. «Aber vor etwa fünf Millionen Jahren hat der galaktische Orbit unserer Sonne unser Sonnensystem direkt in die Lokale Blase geführt. Und nun sitzen wir fast genau im Zentrum davon.»

Blase wird «bald» verlassen

Weil sich der Hohlraum nicht unbegrenzt ausdehnen wird, schätzt Alves, dass unser Sonnensystem in weiteren rund fünf Millionen Jahren die Blase wieder verlassen wird. «Das wird auch davon abhängen, wie viele der massereichen Sterne in der Nähe der Sonne in dieser Zeit explodieren werden – es werden sicher einige sein, etwa Antares im Herzen des Sternbilds Skorpion», so der Astrophysiker.

Die Erde muss seit ihrer Entstehung vor rund 4,5 Milliarden Jahren viele solcher Blasen durchquert und dabei überlebt haben, betone Alves. Die Frage sei dabei immer, welche Auswirkungen das auf den Planeten hatte. «Je nachdem, wie nahe wir in der Vergangenheit einer echten Supernova waren, kann das Ergebnis von einem schönen hellen neuen Stern am Himmel bis hin zu einem Massenaussterben reichen.»

Durchlöcherte Galaxien

Statistisch gesehen wäre es sehr unwahrscheinlich, dass die Sonne im Zentrum einer so grossen Blase sitzt, wenn solche Gebilde in der Milchstrasse selten wären, betonen die Forschenden. Sie gehen daher davon aus, dass solche Blasen eine wichtige Rolle in Galaxien wie der Milchstrasse spielen und diese durchlöchert wie Emmentaler sind. Erzeugt von in Supernovae sterbenden Sternen können an den Rändern der Blasen immer wieder neue Sterne entstehen.

In einem nächsten Schritt möchten die Astronominnen und Astronomen alle interstellaren Blasen in Reichweite vermessen und so eine vollständige 3D-Visualisierung der Struktur zu bekommen.

http://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-04286-5