Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sternenrelikt aus der Frühzeit des Universums

30.10.2002


Spektakuläre Entdeckung eines neuen Sterns durch Wissenschaftlerteam der Hamburger Sternwarte / Fachjournal "Nature" berichtet



Von der spektakulären Entdeckung eines Sterns mit dem bislang geringsten Anteil an schweren Elementen berichtet ein von Hamburger Astronomen geleitetes, internationales Forscherteam in der aktuellen Ausgabe des renommierten Fachjournals "Nature". Der Stern besitzt 200.000 mal weniger schwere Elemente als unsere Sonne - dass ist nur ein Zwanzigstel des bisherigen Rekordhalters. Die Forscher sehen in dem Stern ein Relikt aus der Zeit unmittelbar nach dem Urknall, denn alle Elemente schwerer als Wasserstoff und Helium sind erst in Sternen entstanden. Je älter ein Stern ist, desto weniger an schweren Elementen sollte er also enthalten. Die Entdeckung des Sterns wirft aber auch neue Fragen auf - so widerspricht seine Existenz eigentlich theoretischen Modellen zur Entstehung von "metallarmen" Sternen.

... mehr zu:
»Astronom »Population »Sternwarte »Urknall


Seit 30 Jahren bemühen sich die Astronomen, Sterne aufzuspüren, die Spuren der Entstehungsgeschichte der Milchstraße in sich tragen. Unsere Galaxis ist kurz nach dem Urknall aus einer gigantischen Ansammlung von Gas entstanden. Dieses Gas, dass sich ursprünglich nur aus Wasserstoff und Helium zusammensetzte, wurde im Verlauf der Geschichte der Milchstraße durch explodierende Sterne immer weiter mit schwereren Elementen angereichert. Deshalb sollten die ältesten Sterne nur sehr wenig dieser schweren Elemente enthalten.

Ein Team von Astronomen aus Deutschland, Schweden, Australien und den USA ist nun auf einen Riesenstern gestoßen, dessen Anteil an schweren Elementen lediglich 1/200.000 des entsprechenden Anteils bei unserer Sonne beträgt. Das ist ein Zwanzigstel des Anteils an schweren Elementen, die bei dem bisherigen Rekordhalter dieser Art von "metallarmen" Sternen gemessen worden ist. Der Stern bietet den Astronomen damit die einzigartige Möglichkeit, stellares Gas mit einer Zusammensetzung zu untersuchen, die nahezu jener unmittelbar nach dem Urknall entspricht. Zugleich wirft diese Entdeckung aber auch neue Fragen auf.

Die meisten Sterne bewegen sich innerhalb der Scheibe unserer Galaxis. Ein bis zwei Prozent ihrer Masse bestehen aus Elementen schwerer als Wasserstoff und Helium. So ist es auch bei der Sonne, die etwa halb so alt ist wie die Galaxis. Es gibt allerdings eine Population von Sternen, bei denen der Anteil an schweren Elementen lediglich 1/10 bis 1/100 dieses "solaren" Wertes beträgt. Diese Sterne bewegen sich in einem großen Schwarm um die Milchstraße, dem so genannten Halo. Sie wurden geboren, als die Galaxis noch jung war und ihre Bewegung enthält noch Informationen über die Entstehungsprozesse der Milchstraße, aus der Zeit der ersten Sternentstehung. Die Astronomen bezeichnen die Halo-Sterne als Population II, im Gegensatz zu den jüngeren Sternen der Scheibe, die Population I genannt wird.

Woher stammt nun der - wenngleich geringe - Anteil an schweren Elementen in den Sternen der Population II? Es muss bereits Supernovae oder andere explodierende Sterne in der sehr jungen Galaxis - oder gar der Proto-Galaxis - gegeben haben, aus deren Überresten sich die Sterne der Population II gebildet haben. Diese bislang hypothetische Sternengeneration wird als Population III bezeichnet. Die Astronomen haben mit verschiedenen Methoden versucht, Sterne der Population III zu finden, die noch keine schweren Elemente enthalten sollten - bislang ohne Erfolg.

Die Hamburger Sternwarte führt gegenwärtig eine systematische Suche nach den "metallärmsten" Sternen durch. Mit Hilfe eines Weitwinkel-Teleskops der Europäischen Südsternwarte in Chile wurde dazu eine große Sammlung von Bildern des südlichen Sternenhimmels gewonnen. Vor dem Objektiv des Teleskops war dabei ein Prisma angebracht, so dass auf den Bildern von jedem Stern nicht ein Punkt, sondern ein kleines Spektrum erscheint. Das Hauptziel dieses "Hamburg/ESO-Surveys" (Projektleiter: Prof. Dieter Reimers, Projektwissenschaftler: Dr. Lutz Wisotzki, jetzt am Astrophysikalischen Institut Potsdam) war zunächst die Suche nach Quasaren. Schon bald jedoch zeigte sich, dass die Aufnahmen den Forschern auch eine reichhaltige Ernte an metallarmen Sternen lieferte. Dieser Teil des Projekts wird von Dr. Norbert Christlieb, Hochschulassistent an der Hamburger Sternwarte, einem Institut der Universität Hamburg, geleitet. Christlieb ist gegenwärtig an der Australian National University in Canberra, Australien tätig.

Mittels einer Computeranalyse der Bilder, die Millionen von Sternen erfasst hat, konnten 8000 Sterne aufgespürt werden, die sehr wenig schwere Elemente enthalten. Diese Sterne werden derzeit weltweit mit vielen Teleskopen mittlerer Größe einer genaueren Untersuchung unterzogen. Kandidaten, bei denen sich die ersten Vermutungen bestätigen, können dann mit den größten Teleskopen der Welt beobachtet werden - um hochaufgelöste Spektren zu erhalten, die eine genaue Bestimmung der chemischen Zusammensetzung der Sterne ermöglichen.

Einer dieser Sterne ist HE 0107-5240. "HE" steht dabei für "Hamburg/ESO-Survey", die Zahl gibt grob die Position des Objekts am Himmel an. Der Stern ist viele tausend Mal leuchtschwächer als der schwächste Stern, der noch mit dem bloßen Auge zu erkennen ist. Er befindet sich 36.000 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Phoenix. Im Dezember 2001 wurde HE 0107-5240 mit dem UVES-Spektrographen des Very Large Telescopes der ESO beobachtet. Aus dem damals gewonnen Spektrum konnte Christlieb, gemeinsam mit Kollegen von der Sternwarte Uppsala in Schweden und der Universitätssternwarte München jetzt die chemische Zusammensetzung des Sterns bestimmen. Es zeigte sich, dass es sich um den Stern mit dem bislang geringsten Anteil an schweren Elementen handelt,

"Niemals zuvor sind wir mit der Untersuchung von Sternen so dicht an die Zustände unmittelbar nach dem Urknall herangekommen", erläutern Christlieb und Prof. Bengt Gustafsson, der die chemische Analyse in dem Team leitet. "Aber offensichtlich ist schon eine Menge passiert zwischen dem Urknall und der Entstehung dieses Sterns. Obwohl er arm an schweren Elementen ist, enthält er eben doch schon einige davon. Diese wurden wahrscheinlich in noch massereicheren Sternen gebildet, die als Supernovae explodiert sind. Außerdem enthält der Stern ungewöhnlich viel Kohlenstoff und Stickstoff. Diese Elemente sind wahrscheinlich durch Kernfusion im Inneren des Sterns entstanden und durch Vermischung an die Sternoberfläche geraten. Es ist auch möglich, dass ein benachbarter Stern am Ende seines Lebens Masse auf unseren Stern übertragen und ihn so verschmutzt hat. Wir haben aber keine Beweise dafür, dass so etwas passiert ist."

Theoretische Berechnungen hatten bislang vermuten lassen, dass sich Sterne mit geringerer Masse als unsere Sonne nur schlecht aus Gaswolken ohne schwere Elemente bilden können. Denn die schweren Elemente sind für eine effektive Kühlung der Wolke während der Kontraktion nötig, damit Sterne entstehen können. Die Existenz von HE 0107-5240, der lediglich die 0,8-fache Masse der Sonne besitzt, zeigt nun, dass die Natur doch einen Weg für eine effektive Kühlung der kontrahierenden Gaswolke gefunden haben muss. Die Theoretiker müssen also offenbar ihre Modelle noch verbessern.

Wenn ein Stern mit der 0,8-fachen Masse der Sonne und dem 200.000stel des solaren Anteils an schweren Elementen im frühen Universum entstehen konnte, dann sollten auch Sterne der Population III mit geringen Massen entstehen können. Und wenn dem so ist, dann sollten diese Sterne bis heute überlebt haben - und mit großen, systematischen Suchaktionen wie dem Hamburg/ESO-Survey aufzufinden sein. Da von den 8000 Kandidaten des Surveys erst ein Viertel genauer unter die Lupe genommen worden sind, ist es gut möglich, dass in dieser Sammlung schon bald ein solcher Stern entdeckt wird.

Die Arbeiten der Hamburger Forschungsgruppe haben bereits in der Vergangenheit weltweit Anerkennung gefunden. So wurde Dr. Norbert Christlieb kürzlich mit dem "Chretien Award", einem mit 10.000 US $ dotierten Forschungspreis der American Astronomical Society ausgezeichnet.

Für Rückfragen:

Prof. Dr. Dieter Reimers , Universität Hamburg (Hamburger Sternwarte), Tel. 040/42891-4137

Peter Wiegand | idw
Weitere Informationen:
http://www.hs.uni-hamburg.de/

Weitere Berichte zu: Astronom Population Sternwarte Urknall

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Das anwachsende Ende der Ordnung
27.03.2017 | Universität Konstanz

nachricht In einem Quantenrennen ist jeder Gewinner und Verlierer zugleich
27.03.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE