Unsere Sonne kreist heute im Abstand von rund 25.000 Lichtjahren um das Milchstraßenzentrum – aber das war nicht immer so. Analysen ihrer Zusammensetzung und Bewegung legen nahe, dass die Sonne mehrere tausend Lichtjahre näher am galaktischen Zentrum gebildet wurde. Dort entstand sie gemeinsam mit vielen „Altersgenossen“ in einem durch intensive Sternbildung gekennzeichneten Gebiet. Studien legen nahe, dass es in der Vergangenheit unserer Galaxie mehrere Schübe einer solchen Sternbildung gab, darunter vor zwei und vor rund vier bis sechs Milliarden Jahren. „Daten des Gaia-Teleskops stützen die Annahme, dass diese Sternbildungsschübe durch episodische Begegnungen zwischen der Sagittarius-Zwerggalaxie und der Milchstraße ausgelöst wurden“, erklären Takuji Tsujimoto vom Nationalen Astronomischen Observatorium Japans und seine Kollegen. Der Sternenkatalog der Gaia-Mission zeige aber auch, dass neben der Sonne auch viele andere Sternen der Milchstraße heute nicht mehr dort stehen, wo sie einst geboren wurden. Ihre Ursprungsorte und Bewegungen zu rekonstruieren, ist jedoch wegen der bewegten Geschichte unserer Galaxie nicht einfach.
Sonnenzwillinge als Zeitzeugen
Um mehr über die Wanderung unserer Sonne und ihrer Altersgenossen zu erfahren, haben Tsujimoto und sein Team die bisher umfangreichste Analyse von Sonnenzwillingen unternommen – Sternen, die in ihrer Zusammensetzung, Größe und Temperatur unserem Stern sehr ähnlich sind. „Solche solaren Zwillinge gehören zu den besten Markern der galaktischen Entwicklung, weil sie die gleiche Metallizität (Fe/H) haben, aber eine breite Altersspanne aufweisen“, erklären die Astronomen. Gängiger Annahme nach wird das Verhältnis von schweren Elementen wie Eisen zum leichten Wasserstoff in einem Stern durch seine Geburtsumgebung geprägt: Je näher am galaktischen Zentrum ein Stern entsteht, desto höher ist sein anfänglicher Metallgehalt und desto schneller erreicht er höhere Anteile schwerer Elemente. „Dies resultiert in einem für den galaktischen Radius charakteristischen Verhältnis von Sternenalter zu Metallizität“, so das Team. Anhand dieser Beziehung lässt sich damit auch ermitteln, in welchem Abstand vom Milchstraßenzentrum ein solcher solarer Zwilling entstanden ist.
Diese Methode haben Tsujimoto und seine Kollegen nun genutzt, um die Vergangenheit von 4594 Sonnenzwillingen zu rekonstruieren, die heute im Umkreis von rund 950 Lichtjahren um die Sonne stehen. Die Basis dafür waren Daten des Gaia-Weltraumteleskops zur Bewegung, Position und Zusammensetzung dieser Sterne. „Wir haben zwei auffallende Merkmale gefunden“, berichten sie. Demnach zeigt die Altersverteilung dieser solaren Zwillinge zwei deutliche Peaks, einen schmalen, klar abgesetzten bei rund zwei Milliarden Jahre und einen breiten bei vier bis sechs Milliarden Jahren. Wie die Astronomen erklären, gehen die rund zwei Milliarden Jahre alten Sonnenzwillinge vermutlich auf einen Sternbildungsschub zurück, der durch Turbulenzen und Schwerkrafteinflüsse einer nahen Passage der Sagittarius-Zwerggalaxie ausgelöst wurde. Sie entstanden zudem vorwiegend vor Ort.
