Plejaden (Sternhaufen)

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Die Plejaden sind ein offener Haufen, der von heißen blauen Sternen dominiert wird, die von Reflexionsnebeln umgeben sind

Eine kürzere Belichtung zeigt weniger Nebel.

Die Plejaden (auch bekannt als M45 oder die sieben Schwestern) ist der Name eines offenen Clusters im Sternbild Stier. Es gehört zu den erdnächsten aller offenen Cluster, wahrscheinlich die bekannteste und sicherlich die auffälligste mit bloßem Auge.

Der Sternhaufen wird von heißen blauen Sternen dominiert, die sich in den letzten 100 Millionen Jahren gebildet haben. Staub, der schwache Reflexionsnebel um die hellsten Sterne bildet, wurde zuerst als Überbleibsel der Bildung des Haufens angesehen, ist aber jetzt als eine nicht verwandte Staubwolke bekannt, die die Sterne derzeit durchqueren. Astronomen schätzen, dass der Cluster noch etwa 250 Millionen Jahre überleben wird, danach wird er sich aufgrund von Gravitationswechselwirkungen mit den Spiralarmen der Galaxie und riesigen Molekülwolken zerstreut haben.

Die genaue Kenntnis der Entfernung zum Sternhaufen ist in der Astronomie sehr wichtig, da sie ein entscheidender erster Schritt auf der kosmischen Entfernungsleiter ist, der Kalibrierung der Entfernungsskala des gesamten Universums. Es ist jetzt bekannt, dass der Cluster in einer Entfernung von etwa 135 Parsec (440 Lichtjahre) liegt.

Geschichte

Komet Machholz zieht in der Nähe der Plejaden vorbei 2005

Die Plejaden sind ein prominenter Anblick in der nördlichen Hemisphäre im Winter und in der südlichen Hemisphäre im Sommer und sind seit der Antike Kulturen auf der ganzen Welt bekannt, darunter die Māori und australischen Ureinwohner, die Japaner, die Azteken und die Sioux von Nordamerika. Einige griechische Astronomen betrachteten sie als eine eigenständige Konstellation, und sie werden von Hesiod und in Homers Ilias und Odyssee erwähnt. Sie werden auch dreimal in der Bibel erwähnt ( Hiob 9: 9, 38: 31; Amos 5: 8). Die Plejaden (Kartika) werden in der hinduistischen Mythologie besonders als die sieben Mütter des Kriegsgottes Skanda verehrt.

Es ist seit langem bekannt, dass sie eher eine physikalisch verwandte Gruppe von Sternen sind als eine zufällige Ausrichtung. Der Reverend John Michell berechnete 1767, dass die Wahrscheinlichkeit einer zufälligen Ausrichtung so vieler heller Sterne nur 1 zu 500.000 betrug, und vermutete so richtig, dass die Plejaden und viele andere Sternhaufen physikalisch verwandt sein müssen . Als Studien über die Eigenbewegungen der Sterne durchgeführt wurden, wurde festgestellt, dass sie sich alle mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung über den Himmel bewegen, was weiter zeigt, dass sie verwandt sind.

Charles Messier maß die Position des Haufens und nahm ihn als M45 in seinen 1771 veröffentlichten Katalog kometenähnlicher Objekte auf. Zusammen mit dem Orionnebel und dem Praesepe—Cluster wurde Messiers Einbeziehung der Plejaden als merkwürdig bezeichnet, da die meisten Objekte von Messier viel schwächer und leichter mit Kometen zu verwechseln waren – etwas, das für die Plejaden kaum möglich zu sein scheint. Eine Möglichkeit ist, dass Messier einfach einen größeren Katalog haben wollte als sein wissenschaftlicher Rivale Lacaille, dessen Katalog von 1755 42 Objekte enthielt, und so fügte er einige helle, bekannte Objekte hinzu, um seine Liste zu erweitern.

Entfernung

Die Entfernung zu den Plejaden ist ein wichtiger erster Schritt auf der sogenannten kosmischen Entfernungsleiter, einer Abfolge von Entfernungsskalen für das gesamte Universum. Die Größe dieses ersten Schrittes kalibriert die gesamte Leiter, und der Umfang dieses ersten Schrittes wurde mit vielen Methoden geschätzt. Da der Cluster so nah an der Erde ist, ist seine Entfernung relativ einfach zu messen. Die genaue Kenntnis der Entfernung ermöglicht es Astronomen, ein Hertzsprung-Russell-Diagramm für den Cluster zu zeichnen, das im Vergleich zu denen, die für Cluster gezeichnet wurden, deren Entfernung nicht bekannt ist, eine Schätzung ihrer Entfernungen ermöglicht. Andere Methoden können dann die Entfernungsskala von offenen Clustern auf Galaxien und Galaxienhaufen erweitern, und eine kosmische Entfernungsleiter kann konstruiert werden. Letztendlich wird das Verständnis der Astronomen für das Alter und die zukünftige Entwicklung des Universums durch ihr Wissen über die Entfernung zu den Plejaden beeinflusst.

Ergebnisse vor dem Start des Hipparcos-Satelliten ergaben im Allgemeinen, dass die Plejaden etwa 135 Parsec von der Erde entfernt waren. Hipparcos verursachte Bestürzung unter Astronomen, indem er eine Entfernung von nur 118 Parsec fand, indem er die Parallaxe von Sternen im Cluster maß — eine Technik, die die direktesten und genauesten Ergebnisse liefern sollte. Spätere Arbeiten haben durchweg ergeben, dass die Hipparcos-Entfernungsmessung für die Plejaden fehlerhaft war, aber es ist noch nicht bekannt, warum der Fehler aufgetreten ist . Die Entfernung zu den Plejaden wird derzeit als der höhere Wert von etwa 135 Parsec angesehen , .

Zusammensetzung

Röntgenbilder der Plejaden zeigen die Sterne mit den heißesten Atmosphären. Grüne Quadrate kennzeichnen die sieben optisch hellsten Sterne.

Der Cluster hat einen Durchmesser von etwa 12 Lichtjahren und enthält insgesamt etwa 500 Sterne. Es wird von jungen, heißen blauen Sternen dominiert, von denen je nach lokalen Beobachtungsbedingungen bis zu 14 mit bloßem Auge zu sehen sind. Die Anordnung der hellsten Sterne ähnelt Ursa Major und Ursa Minor. Die Gesamtmasse des Clusters wird auf etwa 800 Sonnenmassen geschätzt.

Der Haufen enthält viele braune Zwerge — Objekte mit weniger als etwa 8% der Sonnenmasse, die nicht schwer genug sind, damit Kernfusionsreaktionen in ihren Kernen beginnen und zu richtigen Sternen werden. Sie können bis zu 25% der Gesamtbevölkerung des Clusters ausmachen, obwohl sie weniger als 2% zur Gesamtmasse beitragen . Astronomen haben große Anstrengungen unternommen, um braune Zwerge in den Plejaden und anderen jungen Haufen zu finden und zu analysieren, weil sie noch relativ hell und beobachtbar sind, während braune Zwerge in älteren Haufen verblasst sind und viel schwieriger zu untersuchen sind.

Ebenfalls im Cluster vorhanden sind mehrere weiße Zwerge. Angesichts des jungen Alters des Haufens wird nicht erwartet, dass normale Sterne Zeit hatten, sich zu weißen Zwergen zu entwickeln, ein Prozess, der normalerweise mehrere Milliarden Jahre dauert. Es wird angenommen, dass die Vorläufer der weißen Zwerge nicht einzelne Sterne mit niedriger bis mittlerer Masse sein müssen, sondern massereiche Sterne in Doppelsternsystemen. Der Massetransfer vom massereicheren Stern zu seinem Begleiter während seiner schnellen Entwicklung würde zu einem viel schnelleren Weg zur Bildung eines weißen Zwergs führen.

Alter und zukünftige Entwicklung

Das Alter für Sternhaufen kann geschätzt werden, indem das H-R-Diagramm für den Cluster mit theoretischen Modellen der Sternentwicklung verglichen wird, und mit dieser Technik wurde das Alter für die Plejaden zwischen 75 und 150 Millionen Jahren geschätzt. Die Ausbreitung im geschätzten Alter ist das Ergebnis von Unsicherheiten in Sternentwicklungsmodellen. Bestimmtes, Modelle, die ein Phänomen enthalten, das als konvektives Überschwingen bekannt ist, in dem eine konvektive Zone innerhalb eines Sterns eine ansonsten nicht konvektive Zone durchdringt, führen zu höheren scheinbaren Altersstufen.

Eine andere Möglichkeit, das Alter des Clusters abzuschätzen, besteht darin, die Objekte mit der geringsten Masse zu betrachten. In normalen Hauptreihensternen wird Lithium bei Kernfusionsreaktionen schnell zerstört, aber braune Zwerge können ihr Lithium behalten. Aufgrund seiner sehr niedrigen Zündtemperatur von 2,5 Millionen Kelvin werden die massereichsten braunen Zwerge schließlich Lithium verbrennen, und so kann die Bestimmung der höchsten Masse von braunen Zwergen, die noch Lithium im Cluster enthalten, eine Vorstellung von ihrem Alter geben. Die Anwendung dieser Technik auf die Plejaden ergibt ein Alter von etwa 115 Millionen Jahren.

Wie die meisten offenen Haufen werden die Plejaden nicht für immer gravitativ gebunden bleiben, da einige Komponentensterne nach nahen Begegnungen ausgestoßen werden und andere durch Gezeitengravitationsfelder abgestreift werden. Berechnungen deuten darauf hin, dass die Ausbreitung des Clusters etwa 250 Millionen Jahre dauern wird, wobei Gravitationswechselwirkungen mit riesigen Molekülwolken und den Spiralarmen der Galaxie ebenfalls ihren Untergang beschleunigen.

Reflexionsnebel

Hubble-Weltraumteleskopbild des Reflexionsnebels in der Nähe von Merope

Unter idealen Beobachtungsbedingungen kann ein Hauch von Nebel um den Cluster herum gesehen werden, und dies zeigt sich in Langzeitbelichtungsfotos. Es ist ein Reflexionsnebel, verursacht durch Staub, der das blaue Licht der heißen, jungen Sterne reflektiert.

Früher wurde angenommen, dass der Staub von der Bildung des Clusters übrig geblieben ist, aber im Alter von etwa 100 Millionen Jahren, das allgemein für den Cluster akzeptiert wird, wäre fast der gesamte ursprünglich vorhandene Staub durch Strahlungsdruck dispergiert worden. Stattdessen scheint der Cluster einfach durch eine besonders staubige Region des interstellaren Mediums zu gehen.

Studien zeigen, dass der Staub, der für die Nebelbildung verantwortlich ist, nicht gleichmäßig verteilt ist, sondern hauptsächlich in zwei Schichten entlang der Sichtlinie zum Cluster konzentriert ist. Diese Schichten können durch Verzögerung aufgrund des Strahlungsdrucks gebildet worden sein, wenn sich der Staub in Richtung der Sterne bewegt hat.

Namen und technische Informationen

Eine Karte der Plejaden

Die neun hellsten Sterne der Plejaden sind nach den sieben Schwestern der griechischen Mythologie benannt: Sterope, Merope, Electra, Maia, Taygete, Celaeno und Alcyone sowie ihren Eltern Atlas und Pleione. Als Töchter des Atlas waren die Hyaden Schwestern der Plejaden. Der Name des Clusters selbst ist griechischen Ursprungs, wenn auch von unsicherer Etymologie. Vorgeschlagene Ableitungen schließen ein: von πλεîν plein, um zu segeln, die Plejaden die „segelnden“ machend; von pleos, voll oder viele; oder von peleiades, Herde von Tauben. Die folgende Tabelle enthält Details zu den hellsten Sternen im Cluster:

Die Plejaden in der Folklore

Die hohe Sichtbarkeit der Plejaden am Nachthimmel hat ihr einen besonderen Platz in vielen alten und modernen Kulturen garantiert. In der griechischen Mythologie repräsentierten sie die sieben Schwestern, während sie für die Wikinger Freyjas Hühner waren, und ihr Name in vielen alten europäischen Sprachen vergleicht sie mit einer Henne mit Küken.

Für die bronzezeitlichen Völker Europas, wie die Kelten (und wahrscheinlich wesentlich früher), waren die Plejaden mit Trauer und Beerdigungen verbunden, da zu dieser Zeit in der Geschichte am vierteljährlichen Tag zwischen der Herbst-Tagundnachtgleiche und der Wintersonnenwende (siehe Samhain, auch Halloween oder Allerseelen), einem Fest, das der Erinnerung an die Toten gewidmet war, der Sternhaufen am östlichen Himmel aufging, als das Sonnenlicht am Abend verblasste. Aus diesem akronychalen Aufstieg wurden die Plejaden mit Tränen und Trauer verbunden. Infolge der Präzession im Laufe der Jahrhunderte, Die Plejaden markierten das Festival nicht mehr, aber der Verein hat dennoch bestanden, und erklärt die Bedeutung der Plejaden astrologisch.

Eine Bronzescheibe, 1600 v. Chr., aus Nebra, Deutschland, ist eine der ältesten bekannten Darstellungen des Kosmos. Die Plejaden sind oben rechts. Siehe Nebra sky disk

Die alten Azteken Mexikos und Mittelamerikas stützten ihren Kalender auf die Plejaden. Ihr Kalenderjahr begann, als Priester zum ersten Mal den Stern bemerkten, der heliakal im Osten aufging, unmittelbar bevor das Morgenlicht der Sonne den Blick auf die Sterne auslöschte.

Heliakale Aufstiege markieren sehr oft wichtige Kalenderpunkte für alte Völker. Der heliakale Aufstieg der Plejaden (etwa im Juni) beginnt auch das neue Jahr für die Māori Neuseelands, die die Plejaden Matariki nennen.

Indigene Australier

Je nach Stamm oder Clan glaubten einige indigene australische Völker, die Plejaden seien eine Frau, die von Kidili, dem Mann im Mond, fast vergewaltigt worden wäre.

Eine andere Version, die oft von Gabriella Possum Nungurayyi gemalt wurde, da dies ihre Träumerei (oder Schöpfungsgeschichte) ist, Tochter des verstorbenen Clifford Possum Tjapaltjarri aus der zentralen Wüstenkunstbewegung von Papunya, zeigt die Geschichte von sieben Napaltjarri-Schwestern, die von einem Mann namens Jilbi Tjakamarra verfolgt werden. Er würde Liebesmagie praktizieren, um die Schwestern zu verführen, aber sie hatten nicht die Absicht, mit ihm zusammen zu sein und rannten weg. Sie setzten sich am Uluru nieder, um nach Honigameisen zu suchen, aber als sie Jilbi sahen, gingen sie nach Kurlunyalimpa und verwandelten sich mit den Geistern des Uluru in Sterne. Jilbi verwandelt sich in den sogenannten Morgenstern im Oriongürtel und jagt die sieben Schwestern weiter über den Himmel. (Quelle: Aboriginal Fine Art Gallery)

Indianer

Die Sioux Nordamerikas hatten eine Legende, die den Ursprung der Plejaden mit dem Devils Tower verband. Unter den indigenen Völkern Amerikas war es üblich, die Schärfe des Sehens an der Anzahl der Sterne zu messen, die der Betrachter in den Plejaden sehen konnte, Eine Praxis, die auch im historischen Europa, insbesondere in Griechenland, angewendet wurde.

In Japan sind die Plejaden als Subaru bekannt und haben dem Automobilhersteller ihren Namen gegeben. In chinesischen Konstellationen sind sie 昴 mao, der haarige Kopf des weißen Tigers des Westens, während der Name des hinduistischen Gottes Kartikeya ihn der Plejaden bedeutet.

In der westlichen Astrologie repräsentieren sie die Bewältigung von Trauer und galten als einer der mittelalterlichen Fixsterne. Als solche sind sie mit Quarz und Fenchel verbunden. In der indischen Astrologie waren die Plejaden als Asterismus ( Nakshatra) Krittika bekannt (was im Sanskrit als „der Stern“ übersetzt wird.“) Die Plejaden werden der Stern des Feuers genannt, und ihre herrschende Gottheit ist der vedische Gott Agni, der Gott des heiligen Feuers. Es ist eines der prominentesten der Nakshatras, und ist mit Wut und Sturheit verbunden.

Das Wort hat eine Bedeutung von „Multitude“ erhalten und inspiriert den Namen der französischen literarischen Bewegung La Pléiade und einer früheren Gruppe alexandrinischer Dichter, der alexandrinischen Plejade.