Ein Stern, den es nicht geben dürfte

Ein Team europäischer Astronomen hat einen Stern entdeckt, der gar nicht existieren dürfte. Er enthält so wenig schwere Elemente, dass seine Entstehung aus einer Gaswolke gemäß den Theorien der Forscher unmöglich ist. Mit über 13 Milliarden Jahren ist das Himmelsobjekt zugleich der älteste bekannte Stern, berichten die Astronomen im Fachblatt "Nature".

"Die allgemein akzeptierte Theorie sagt voraus, dass Sterne wie dieser, mit einer kleinen Masse und einem extrem geringen Anteil an schweren Elementen, nicht existieren können", erklärt Elisabetta Caffau von der Universität Heidelberg. Sterne entstehen, wenn sich große Gaswolken durch ihre eigene Schwerkraft zusammenziehen. Bei diesem Prozess muss jedoch Wärme nach außen abgeführt werden - ein Vorgang, bei dem schwere Element eine wichtige Rolle spielen. Der von Caffau und ihren Kollegen entdeckte Stern mit der Katalognummer SDSS J102915+172927 hätte sich deshalb der Theorie zufolge niemals aus einer Gaswolke bilden können.

Beim Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren sind lediglich die Elemente Wasserstoff und Helium, sowie eine geringe Menge an Lithium entstanden. Aus diesem Gemisch konnten zunächst nur sehr massereiche Sterne entstehen. Sterne mit großer Masse leben aber nur wenige Millionen Jahre, dann vergehen sie in Supernova-Explosionen. Durch die Explosionen wurde das Gas im jungen Kosmos mit schweren Elementen angereichert. Erst danach konnten auch Sterne mit geringeren Massen entstehen.

Da der Anteil an schweren Elementen im Universum im Verlauf der Zeit immer weiter angestiegen ist, können die Astronomen das Alter eines Sterns daran ablesen, wie viel schwere Elemente er enthält. Der Anteil an schweren Elementen in SDSS J102915+172927 beträgt etwa ein 20.000-stel des Anteils in unserer Sonne - der niedrigste Wert, der jemals gefunden wurde. Damit ist das Objekt zugleich auch der älteste bekannte Stern im Kosmos. Mit einer Masse von 0,8 Sonnenmassen liegt er jedoch in der "verbotenen Zone" der Sternentstehungstheorie. "Es ist überraschend, einen Stern in der verbotenen Zone zu finden", so Caffau. "Es bedeutet, dass wir einen Teil unserer Sternentstehungsmodelle überdenken müssen."

Überraschend ist außerdem, dass der Stern extrem wenig Lithium enthält - nur etwa ein 50-stel der Menge, die unmittelbar nach dem Urknall vorhanden war. "Es ist ein Rätsel, wie das beim Urknall entstandene Lithium in diesem Stern zerstört worden sein kann", sagt Piercarlo Bonifacio vom Observatoire de Paris, ein zum Entdeckerteam gehörender Astronom. Die Materie des Sterns muss bereits einmal auf über zwei Millionen Grad aufgeheizt worden sein, nur bei derart hohen Temperaturen fusioniert Lithium zu anderen Elementen.

Quelle:  www.nature.com/nature/journal/v477/n7362/full/nature10377.html