Robert Klatt
Alte Sterne ermöglichen einen Rückblick Frühzeit des Universums. Astronomen haben nun die umfassendste Sammlung alter Sterne aus dem Zentrum der Milchstraße erstellt und dabei überraschende Beobachtungen gemacht.
Cardiff (Wales). Manche Sterne, die in der ersten Milliarde Jahre nach dem Urknall entstanden, existieren noch heute. Sie ermöglichen es der Astronomie zu untersuchen, wie Galaxien aussahen, als sie gerade begannen, sich zu formen. Erkannt werden sie an ihrer chemischen Zusammensetzung, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht und deutlich weniger schwere Elemente aufweist als jüngere Sterne wie die Sonne. Gesucht werden sie primär in der geringen Dichte des Halos um unsere Galaxie, weil sie dort leichter zu finden sind.
Modelle zur Galaxienbildung zeigen aber, dass die allerältesten Sterne in den dichten inneren Bereichen der Milchstraße zu finden sein sollten. Ihre Entdeckung in diesem Bereich ist aber schwer, weil die Sicht auf das Zentrum der Galaxie durch große Mengen interstellaren Staubes blockiert wird und alte Sterne im Vergleich Mehrheit der jungen Sterne dort extrem selten sind.
Forscher des Pristine Inner Galaxy Survey (PIGS)-Team um Dr. Anke Arentsen von der Universität Cambridge haben laut der Royal Astronomical Society (RAS) auf dem National Astronomy Meeting 2023 der University of Cardiff nun eine umfassende Karte der ältesten Sterne im Zentrum der Milchstraße vorgestellt. Die entdeckten Sterne drehen sich langsam um das Zentrum der Galaxie, obwohl angenommen wurde, dass sie auf chaotische Weise entstanden sind. Ebenso scheint es, als verbringen sie den Großteil ihrer langen Lebensdauer in der Nähe des galaktischen Zentrums.
Entdeckt wurden die alten Sterne dank eines speziellen Bildfilters am Canada-France-Hawaii-Teleskop (CFHT), der es ermöglicht, Kandidatensterne effizient vorzuselektieren. Anschließend wurde die Identität der Sterne durch spektroskopische Beobachtungen am Anglo-Australian Telescope (AAT) bestätigt. Die Forscher um Arentsen konnten so die bisher umfangreichste Sammlung detaillierter Beobachtungen von Sternen im ursprünglichen inneren Bereich der Galaxie durchführen.
„Es ist aufregend zu denken, dass wir Sterne sehen, die in den frühesten Phasen der Milchstraße entstanden sind, die bisher weitgehend unerreichbar waren. Diese Sterne wurden wahrscheinlich weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall gebildet und sind somit Relikte aus dem frühen Universum. Die verfügbaren Daten für diese alten Objekte wachsen rapide. Ich bin gespannt, was wir in den nächsten Jahren über diese ersten Sterne, die unsere Galaxie bevölkerten, lernen werden.“
Die PIGS-Beobachtungen wurden dann mit Daten aus der Gaia-Weltraummission kombiniert, um zu studieren, wie diese alten Sterne sich durch die Milchstraße bewegen. Es stellte sich heraus, dass je älter die Sterne sind, desto chaotischer sind ihre Bewegungen, aber selbst die allerältesten Sterne zeigen noch eine durchschnittliche Rotation um das Zentrum der Galaxie. Sie zeigen auch, dass viele dieser Sterne fast ihr ganzes Leben im inneren Bereich der Galaxie verbringen, in einer Sphäre, die nur bis zur halben Strecke zwischen dem galaktischen Zentrum und der Sonne reicht.
