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STERNE
Ein Stern aus längst vergangener Zeit
Redaktion / Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam
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12. Oktober 2018

Im Rahmen des Pristine Survey sucht und erforscht ein internationales Team die ältesten Sterne unseres Universums. Ziel ist es, mehr über das junge Universum direkt nach dem Urknall zu erfahren. Jetzt berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von der Entdeckung eines besonders metallarmen Sterns. Er ist ein Bote aus längst vergangenen Zeiten.

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Der metallarme Stern Pristine_221.8781+9.7844 und seine Umgebung. Bild: N. Martin, DECALS Survey und Aladin [Großansicht]

Für die Erforschung des frühen Universums stehen Astronominnen und Astronomen verschiedene Methoden zur Verfügung: Eine besteht darin, in die Tiefen des Universums und damit in der Zeit zurückzublicken, um die Entstehung der ersten Sterne und Galaxien zu beobachten. Eine andere Option ist die Untersuchung der ältesten überlebenden Sterne unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, nach Informationen aus dem frühen Universum.

Die internationale Kooperation "Pristine Survey" unter der Leitung von Dr. Else Starkenburg vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) und Nicolas Martin von der Universität Straßburg sucht genau diese alten Sterne. Das Team verwendet dazu einen speziellen Farbfilter am Kanada-Frankreich-Hawaii-Teleskop, um diese alten und damit metallarmen Sternen zu identifizieren. In ihrer jüngsten Veröffentlichung haben sie diese Technik genutzt, um einen der metallärmsten Sterne zu entdecken.

Detaillierte Folgestudien mit Spektrographen der Isaac Newton Group in Spanien und der Europäischen Südsternwarte in Chile zeigten, dass der Stern in seiner Atmosphäre in der Tat sehr wenige schwere Elemente aufweist – und damit sehr alt sein muss. "Der Stern enthält weniger als ein Zehntausendstel des Metallgehalts der Sonne. Darüber hinaus sticht das detaillierte Muster der verschiedenen Elemente hervor, wie etwa eine geringe Menge Kalzium. Im Gegensatz zu den meisten metallarmen Sternen weist er einen relativ geringen Kohlenstoffgehalt auf. Damit ist der Stern der zweite bekannte seiner Art und ein wichtiger Botschafter des frühen Universums", sagt Starkenburg.

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Diese ältesten Vertreter unter der überwältigenden Population jüngerer Sterne zu finden, ist keine leichte Aufgabe. Kurz nach dem Urknall war das Universum mit Wasserstoff und Helium und etwas Lithium gefüllt. Es gab keine schwereren Elemente, da diese nur im heißen Inneren von Sternen erzeugt werden – welche noch nicht existierten. Unsere Sonne zeigt ungefähr zwei Prozent der schwereren Elemente in ihrer Atmosphäre, wie man am Spektrum ihres Lichts ablesen kann. Das lässt den Schluss zu, dass die Sonne als Teil einer späteren Generation von Sternen entstanden ist und in ihrer Atmosphäre die Produkte von Sternen "recycelt" hat, die lange vor ihr lebten und bereits ausgestorben sind.

Auf der Suche nach den ältesten Sternen fahnden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach Sternen mit einer ursprünglicheren Atmosphäre als die unserer Sonne. Je metallärmer die Atmosphäre, desto früher die Generation, in der dieser Stern geboren wurde. Unter "Metallen" verstehen Astronomen in diesem Zusammenhang alle Elemente, die schwerer sind als Wasserstoff oder Helium.

Das Studium von Sternen verschiedener Generationen erlaubt es, die Geschichte der Galaxis zu verstehen – ein Forschungsgebiet, das deshalb auch "Galaktische Archäologie" genannt wird. Die Existenz einer Klasse metallarmer Sterne mit geringem Kohlenstoffgehalt legt nahe, dass es im frühen Universum mehrere Mechanismen gab, die zur Bildung langlebiger massearmer Sterne führten.

Über ihre Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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siehe auch
VLT: Ein eigentlich unmöglicher Stern - 1. September 2011
Sterne: Waren die ersten Sterne dunkel? - 3. Dezember 2007
VLT: Ein Stern fast so alt wie das Universum - 11. Mai 2007
Spitzer: Das Licht der ersten Sterne - 3. November 2005
Milchstraße: Erste Sterne entstanden schon kurz nach dem Urknall - 18. August 2004
Links im WWW
Fachartikel in den MNRAS
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam
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