Dank der enormen Lichtstärke der ersten Teleskopeinheit (namens Antu) des  Very Large Telescope (VLT) der europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile gelang es, Spektren von Weißen Zwergsternen in einem Kugelsternhaufen aufzunehmen. Diese ausgebrannten Sterne waren zuvor mit dem Hubble-Weltraumteleskop aufgespürt worden. Die Messungen könnten auch zur Bestimmung eines neuen Minimalalter des Universums dienen.

Hubble-Aufnahme des Kugelsternhaufens NGC 6397. Einige Weiße-Zwerg-Kandidaten sind markiert.  Foto: ESO

Ein Team deutscher Astronomen nutzte für diese Beobachtungen das FORS1-Instrument, das an der ersten 8,2 Meter-Teleskopeinheit des VLT auf dem Gipfel des Paranal in Chile betrieben wird. FORS steht für Focal Reducer and Spectrograph. Dabei visierten die Wissenschaftler Sterne in einem etwa 8.000 Lichtjahre entfernten Kugelsternhaufen an, die auf früheren Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskop wie Weiße Zwergsterne aussahen.

Kugelsternhaufen sind große Ansammlungen von Sternen, von denen man über hundert in unserer Milchstraße kennt. Sie enthalten zum Teil Millionen von Sternen. Man geht heute davon aus, dass Kugelsternhaufen den ältesten Bestandteil unserer Galaxis darstellen und eventuell gleichzeitig mit ihr entstanden sind. Eine Altersbestimmung der Kugelsternhaufen und ihrer Sterne liefert daher auch immer ein minimales Alter für das gesamte Universum, da dieses ja schlecht jünger sein kann als seine Sterne.

Die ältesten Sterne in dieses Kugelsternhaufen wiederum sind sogenannte Weiße Zwerge. Dabei handelt sich um ein Endstadium der Sternentwicklung, das auch einmal unsere Sonne in einigen Milliarden Jahren durchlaufen wird: Die Sterne haben ihren nuklearen Brennstoff verbraucht und kühlen langsam aus.

Mit Hilfe des FORS1-Instrumentes an Antu konnten nun erstmals detaillierte Spektren für vier dieser sehr leuchtschwachen Sterne gemacht werden. Die Spektren bestätigten die Klassifikation der Sterne als Weiße Zwerge und erlaubten erstmals auch den genauen Typ, die Temperatur und die Masse der Sterne zu bestimmen. Dabei kam es zu einer Überraschung: Während Weiße Zwerge in unsere Nähe eine durchschnittliche Masse von etwa der halben Masse unserer Sonne haben, hatte der hellste Weiße Zwerg in NGC 6397 nur eine Masse von 0.35 Sonnenmassen.

Durch diese Ergebnisse wird nun eine genauere Entfernungsbestimmung von Kugelsternhaufen durch Vergleich der darin entdeckten Weißen Zwerge mit Weißen Zwergen in unsere Nähe möglich werden. Damit lässt sich auf das Alter der Kugelsternhaufen schließen, wodurch man dann wiederum eine untere Grenze für das Alter des gesamten Universums erhält. Aktuelle Schätzungen belaufen sich hier auf 13 bis 16 Milliarden Jahre.