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05.03.2010

Sternen-Entdeckung außerhalb der Milchstraße liefert Erkenntnisse über die Evolution des Universums

Ein jüngst entdeckter Stern in der Skulptor-Galaxie (PGC 3589) im Sternbild "Bildhauer" in circa 290.000 Lichtjahren Entfernung nährt die Hypothese, dass unsere Milchstraße durch Absorption kleinerer Galaxien (so genannter Zwerggalaxien) entstanden sein könnte. Die chemische Signatur dieses Sterns mit der Bezeichnung S1020549 und die der Milchstraße ähneln einander sehr, wie Joshua Simon, ein Astronom des Carnegie-Observatoriums, in einem Aufsatz in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature betont.

Sculptor-Galaxie. Bild: NASA

Zwerggalaxien finden sich häufig in der Nähe größerer Galaxien wie der Milchstraße. Bereits 1978 hatten die Astronomen Leonard Searle und Robert Zinn ein "Bottom-Up"-Modell der Galaxieformierung aufgestellt, bei dem große Galaxien durch Einverleibung kleinerer zu ihrer Größe gelangen. Wenn Zwerggalaxien die Bausteine größerer darstellen, sollte sich in ihnen auch dieselbe Art von Sternen finden - insbesondere bei alten, an schweren Elementen armen Galaxien; schwere Elemente sind nämlich ein Indiz für relativ junge Sterne, weil große Atome in der kosmischen Evolution erst sehr spät entstanden sind.

Sternbild Sculptor. Bild: Torsten Bronger, Lizenz: CC-BY-SA-3.0

Gerade am Milchstraßen-Rand treten solche "metallarmen" (für Astronomen sind alle Elemente, die schwerer als Wasserstoff oder Helium sind "Metalle") Sterne, die nur ein hunderttausendstel der schweren Elemente unserer Sonne aufweisen, sehr häufig auf. Bislang war die Suche nach metallarmen Sternen in Zwerggalaxien jedoch erfolglos geblieben: "Die Milchstraße schien Sterne zu enthalten, die viel primitiver in ihrem Aufbau sind als irgend einer der beobachteten Sterne aus Zerggalaxien", so Simon. "Wenn Zwerggalaxien die ursprünglichen Bauteile der Milchstraße gewesen sein sollen, ist es schwer verständlich, dass sie nicht ähnliche Sterne enthalten."

Der Grund für die erfolglose Suche lag allerdings nicht darin, dass es solche Sterne nicht gibt, sondern im angewandten Messverfahren. Simons Team-Kollege Evan Kirby entwickelte eine Methode, mit der der Metall-Gehalt zahlreicher Sterne geschätzt werden kann. Auf diese Weise konnten auch die metallarmen Sterne im "Bildhauer" gesucht werden, unter denen sich S1020549 befindet. Dieser enthält sogar nur ein 4000stel der schweren Elemente der Sonne und ein Fünftel der bislang bekannter Sterne in Zwerggalaxien.

Giant Magellan Telescope. Bild: Giant Magellan Telescope - Carnegie Observatories

"Der Stern ist wahrscheinlich genauso alt wie das Universum selbst", vermutet die Astronomin Anna Frebel vom Harvard Smithonian Center für Astrophysik, die am selben Paper wie Simon mitgearbeitet hat. Die Forscher erwarten, dass künftig weitere solcher Sterne entdeckt werden. Spätestens mit der nächsten Generation optischer Großteleskope, wie dem 2018 fertig gestellten Giant Magellan Telescope, das mit einem hochauflösenden Spektrographen ausgestattet sein wird. Bis dahin bleibt S1020549 Simon zufolge aufgrund seiner ungewöhnlichen Metallarmut der bedeutendste Markstein seiner Arbeit über die Entstehung großer Galaxien: "Die Idee, das die Milchstraße durch Zerstörung von Zwerggalaxien entstanden ist, scheint korrekt zu sein."

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