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ERSTE STERNE
Astronomen entdecken Stern mit Altersrekord
von Stefan Deiters
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11. Februar 2014

Astronomen haben in einer Entfernung von nur rund 6.000 Lichtjahren einen Stern aufgespürt, der älter ist als jede andere Sonne, die man im Universum bislang untersucht hat. Er sollte den Astronomen einiges über die ersten Sterne verraten, die nach dem Urknall im Universum aufleuchteten sowie über die Bedingungen in diesen frühen Jahren.

SkyMapper

Dr. Stefan Keller am SkyMapper-Teleskop des Siding Spring Observatory. Foto: Martyn Pearce, ANU

Der jetzt entdeckte Stern mit der etwas unhandlichen Bezeichnung SMSS J031300.36- 670839.3 dürfte nur rund 200 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden und damit stolze 13,6 Milliarden Jahre alt sein. Von der Erde ist dieser stellare Methusalem nur ungefähr 6.000 Lichtjahre entfernt - für astronomische Maßstäbe ist das noch eine recht geringe Entfernung.

"Es ist das erst Mal, dass wir zweifelsfrei sagen können, dass wir die chemische Signatur von einem ersten Stern gefunden haben", so Dr. Stefan Keller von der Australian National University, der das Entdeckerteam leitete. "Es ist der erste Schritt, um zu verstehen, wie diese ersten Sterne aussahen. Dank dieses Sterns konnten wir von diesen ersten Sternen eine Art Fingerabdruck nehmen."

Der Stern wurde im Rahmen eines fünfjährigen Projekts entdeckt, bei dem mit dem SkyMapper-Teleskop am Siding Spring Observatory in Australien gezielt nach extrem alten Sternen gesucht wird. SMSS J031300.36- 670839.3 war einer von 60 Millionen Sternen, den das Team innerhalb des ersten Jahres fotografiert hatte. "Dieses Aufspüren solcher Nadeln im Heuhaufen ist nur möglich, da mit dem SkyMapper-Teleskop Sterne mit einem niedrigen Anteil an Eisen anhand ihrer Farbe erkannt werden können", so Kellers Kollege Professor Mike Bessell. Die Astronomen haben ihren Fund anschließend mithilfe des Magellan-Teleskops in Chile verifiziert.

Obwohl SMSS J031300.36- 670839.3 der älteste bislang bekannte Stern ist, gehört er doch nicht zu den allerersten Sternen. Er dürfte aber, so die Überzeugung der Forscher, aus einer Gaswolke entstanden sein, die nur durch die Explosion eines einzigen Vorgängersterns "verschmutzt" wurde. Dieser muss, so die Berechnungen der Astronomen, etwa die 60-fache Masse unserer Sonne gehabt haben. Die Zusammensetzung von SMSS J031300.36- 670839.3 verrät damit einiges über diesen wirklich ersten Stern.

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Die tatsächlich ersten Sterne nach dem Urknall konnten sich nur aus Wasserstoff und Helium bilden, da im Urknall nur diese beiden Elemente in größeren Mengen entstanden sind. Alle anderen Elemente, die man heute in Sternen nachweisen kann und aus denen auch beispielsweise Planeten und wir Menschen bestehen, mussten erst im Inneren von Sternen erzeugt werden.

Bei Supernova-Explosionen verteilten sich diese Elemente dann wieder im All, reicherten Gaswolken an und wurden so in den nächsten Sternengenerationen eingebaut. Je mehr dieser schwereren Elemente also in einem Stern vorhanden sind, desto später in der Geschichte des Universums muss er im Prinzip entstanden sein.

Eines der Elemente, das erst in Sternen erzeugt werden muss, ist auch Eisen: "Für einen Stern wie unsere Sonne benötigt man außer Wasserstoff und Helium vom Urknall noch zusätzlich eine große Menge an Eisen - etwa die 1.000-fache Masse der Erde", erläutert Keller. Bei dem alten, jetzt entdeckten Stern sei das anders, hier würde man zusätzlich "nicht mehr als einen Asteroiden der Größe Australiens an Eisen und noch einiges an Kohlenstoff benötigen. Das ist ein ganz anderes Rezept, was uns jede Menge über die ersten Sterne und ihr Ende verrät."

Von den ersten Sternen hatte man bislang angenommen, dass sie die in ihnen erzeugten Elemente in gewaltigen Explosionen ins All schleudern. Bei dem jetzt entdeckten Stern hat man zwar Spuren von Kohlenstoff und Magnesium gefunden, jedoch kein Eisen. "Dies deutete darauf hin, dass die Supernova des Vorgängersterns eine überraschend geringe Energie hatte", so Keller. "Sie hat zwar gereicht, um den Stern zu zerstören, doch wurden dabei praktisch alle schweren Elemente von dem Schwarzen Loch, was sich dabei im Zentrum gebildet hat, verschluckt."

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in einem Fachartikel in der Wissenschaftszeitschrift Nature.

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siehe auch
Sterne: Uralter Stern wird etwas jünger - 15. März 2013
Sterne: Ein Methusalem unter den Sternen - 18. April 2005
Sterne: Forscherstreit um ältesten Stern - 24. April 2003
Surveys: Sternenrelikt aus der Frühzeit des Universums - 31. Oktober 2002
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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