Eine 1.000 Lichtjahre große Blase ließ die Sterne in unserer Umgebung entstehen

Die Erde und unser Sonnensystem befinden sich in einer sogenannten Lokalen Blase, einem staubfreien Raum gefüllt mit heißem Gas, mit einem Durchmesser von etwa 1.000 Lichtjahren. An ihrem Rand befinden sich tausende junge Sterne. Ein internationales Team an Astronom*innen unter Mitarbeit von João Alves und seinem Team von der Universität Wien zeigte nun, wie man die Evolutionsgeschichte unserer galaktischen Nachbarschaft rekonstruieren kann. Die Arbeit der Forscher*innen wurde im Fachmagazin Nature publiziert. 

Die Geschichte der Lokalen Blase, in der unser Sonnensystem liegt und die auch gleichzeitig Ursprung unserer Sternenumgebung ist, beginnt vor etwa 14 Millionen Jahren. In einem Zeitraum von einigen Millionen Jahren hat Berechnungen der Forscher*innen zufolge damals eine Serie von etwa 15 Supernovae-Explosionen begonnen: Sehr massereiche Sterne explodierten am Ende ihrer Lebenszeit, was durch ein helles Aufleuchten, die Supernovae, sichtbar wird. Diese Explosionen schieben das umliegende interstellare Gas nach "außen" und erzeugen dadurch die Lokale Blase. Das Gas, welches am Rand dieser sich ausdehnenden Blase liegt, wurde dadurch verdichtet - es bildeten sich Molekülwolken, in welchen schließlich Sterne entstehen konnten. Diese Molekülwolken gehören zu den sieben am besten erforschten Sternentstehungsregionen in unserer Sonnenumgebung. Eine 3D-Rekonstruktion in Raum und Zeit zeigt all diese jungen Sternentstehungsregionen, die sich heute am Rand "unserer" Lokalen Blase befinden. 

"Als die ersten Supernovae explodiert sind, welche schließlich die Lokale Blase geformt haben, war unsere Sonne noch weit entfernt von diesem Ereignis", schildert Koautor João Alves von der Universität Wien: "Aber vor etwa 5 Millionen Jahren hat der galaktische Orbit unserer Sonne unser Sonnensystem direkt in die Lokale Blase geführt. Nun sitzt die Sonne durch puren Zufall fast genau im Zentrum dieser Blase."

Unsere Milchstraße als Schweizer Käse

Bereits vor etwa 50 Jahren stellten Astronom*innen die Theorie auf, dass solche Superblasen eine wichtige Rolle in Galaxien wie unserer Milchstraße spielen würden. "Nun haben wir auch den Beweis", hält Astronomin Alyssa Goodman aus Harvard fest. Schließlich wäre die Wahrscheinlichkeit, dass die Sonne im Zentrum einer solchen Blase steht, extrem gering, wenn solche Blasen eine Ausnahme wären. Der Umkehrschluss: Galaxien wie unsere Milchstraße stellen generell so etwas wie einen löchrigen Schweizer Käse dar. Die Löcher in diesem Emmentaler, also die Blasen, wurden von vergangen Supernova-Explosionen erzeugt. So können neue Sterne um die "Käselöcher" herum entstehen – dort, wo das Gas von der Energie der sterbenden Sterne verdichtet wurde. 

Lokale Blase immer noch aktiv 

Die Lokale Blase hat aber keine endgültige Form, sie ist immer noch aktiv, wächst weiterhin und dehnt sich aus, so der Hinweis der Forscher*innen. "Die Blase dehnt sich noch immer mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 bis 7 km/s in unserer galaktischen Nachbarschaft aus", beschreibt Catherine Zucker vom Space Telescope Science Institute. "Allerdings hat sie den Hauptteil ihrer Kraft und ihren Schwung bereits verloren und sich auf eine relativ konstante Ausdehnungsgeschwindigkeit eingependelt."

Nächster Schritt für die Forscher*innen ist es nun, alle interstellaren Blasen in Reichweite zu vermessen und so eine vollständige 3D-Visualisierung zu bekommen. Das soll es den Astronom*innen ermöglichen, den Einfluss von sterbenden Sternen auf die neue Sternentstehung besser zu verstehen und dadurch auch die Struktur und Evolution von Galaxien wie unserer Milchstraße. 

Möglich wurde dies mit Hilfe von neuen Daten des Gaia Weltraumteleskops von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), welches die Distanzen und Eigenbewegungen von Milliarden von Sternen vermisst. "Diese Daten ermöglichen es uns, die jüngere Geschichte und Struktur der Milchstraße mit viel größerer Genauigkeit zu bestimmen als es vor Gaia möglich war", erklärt Koautorin Josefa Großschedl von der Universität Wien. Sie trägt mit ihrer Forschung dazu bei, die Entstehungsgeschichte der jungen Sterne in unserer Nachbarschaft besser zu verstehen – "und dafür müssen wir uns insbesondere auch auf die Blasen, die Löcher im Käse der Milchstraße, konzentrieren", so die Astronomin.

Ein Video zeigt die Entstehung der Blase und der Sternformationen am Rand der Blase. 

Weitere Informationen zur Forschungsarbeit finden Sie hier. 

Originalpublikation in Nature: 

Zucker C., Goodman A., Alves J., Großschedl J., Swiggum C., Finkbeiner D., Khimey D., Bialy S., Speagle J., Burkert A.: Star formation near the Sun is driven by expansion of the Local Bubble. In: Nature (2022)

DOI: 10.1038/s41586-021-04286-5