Einem internationalen Forscherteam ist es erstmals gelungen, kritische Übergangsphasen bei extrem leuchtschwachen Sternen zu beobachten. Die Astronomen erhoffen sich aus ihren Messungen neue Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung von Sternen, sowie über das Alter und die Entstehung der Milchstraße. Das Team berichtet in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts Science über seine Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble.

Von Hubble entdeckter roter Zwergstern in NGC 6397. Bild: NASA / ESA / H. Richer (University of British Columbia)

"Das Licht dieser Sterne ist so schwach wie eine Geburtstagskerze auf dem Mond", erklärt Harvey Richer von der University of British Columbia in Vancouver, der das Forscherteam aus Kanada, den USA und Australien leitet. Die Wissenschaftler hatten fünf Tage lang das Hubble-Teleskop auf den Kugelsternhaufen NGC 6397 gerichtet, um das schwache Sternenlicht zu sammeln.

Wenn die Masse eines Sterns weniger als acht Prozent der Sonnenmasse beträgt, reichen Druck und Temperatur im Inneren nicht aus, um dort dauerhaft das Feuer der Kernfusion zu entzünden. Solche "Braunen Zwerge" kühlen innerhalb von etwa einer Milliarde Jahren ab. Im Gegensatz dazu können Sterne direkt oberhalb dieser Grenze durch die Kernfusion länger leben, als das Universum heute alt ist.

Richer und seinen Kollegen gelang es erstmals, diesen Übergang direkt nachzuweisen. Dazu trugen sie alle lichtschwachen Sterne gemäß ihrer Helligkeit und Temperatur in ein Diagramm ein. Die massearmen Sterne liegen dann alle auf einer Reihe - die plötzlich abbricht: nämlich genau dort, wo die Grenzmasse für die Kernfusion erreicht ist. Mit 8,3 Prozent der Sonnenmasse entspricht dieses Limit exakt den theoretischen Vorhersagen.

Den Forschern gelang auf ähnliche Weise der Nachweis eines Übergangs bei so genannten Weißen Zwergen. Dabei handelt es sich um die Überreste normaler Sterne wie unserer Sonne. In ihnen ist die Kernfusion bereits erloschen und sie kühlen langsam aus. Erreichen die Weißen Zwerge eine Temperatur von weniger als 4000 Grad, so können sich in ihrer Atmosphäre Wasserstoff-Moleküle bilden. Dadurch verfärben sich die Sterne - ein Effekt, der sich in den Daten von NGC 6397 deutlich zeigt.

Damit öffne sich, so die Astronomen, die Tür zu einer genauen Bestimmung des Alters von NGC 6397. Und da es sich bei NGC 6397 um einen der ältesten Kugelsternhaufen unserer Milchstraße handelt, erhoffen sich die Wissenschaftler daraus wiederum neue Erkenntnisse über die Entstehung der Galaxis.