News: Der Star am Himmel
Erst kürzlich haben Astronomen einen seltenen Stern entdeckt, der aus fast reinem Wasserstoff und Helium besteht. Der uralte HE0107-5240 gehört zu den ersten Lichtquellen im Universum.
© (Ausschnitt)
Nach seiner Entdeckung im Herbst letzten Jahres ist der Stern HE0107-5240 rasch zum Star der Astronomen geworden. Der womöglich älteste bekannte Stern ist Zeuge einer Zeit, als das Universum gerade erst hell wurde und beinahe nur aus Wasserstoff und Helium bestand. HE0107-5240 ist extrem metallarm und also beinahe frei von allen Elementen, die schwerer sind als Helium – für Astronomen sind all diese Elemente "Metalle".
Diese Metalle waren im Kosmos ursprünglich nicht vorhanden, sondern entstanden erst im Inneren der ersten Sterne. Vergingen sie am Ende ihres Lebens in einer Supernova, schleuderten sie die schweren Elemente ins All, wo sie von neuen Sternen aufgenommen wurden, die ihrerseits Metalle produzierten, explodierten und so nach und nach das Periodensystem der Elemente auffüllten.
Obschon er vermutlich zu den allerersten Sternen überhaupt gehört, ganz metallfrei ist auch HE0107-5240 nicht. So finden sich in seinem Spektrum etwa Hinweise auf winzige Mengen von Eisen, die allerdings nur ein 200 000stel der Konzentration in unserer Sonne erreichen. Andererseits wiesen Forscher im Vergleich dazu überverhältnismäßig viel Kohlenstoff und Stickstoff nach. Relativ zum Eisen ist HE0107-5240 ganze 10 000-mal so kohlenstoffreich und immerhin noch 200-mal so stickstoffreich wie die Sonne.
Wie HE0107-5240 zu seinen Metallen kam, und warum Eisen dabei so kurz kam, diese Frage hat in den Monaten seit seiner Entdeckung zahlreiche Forscher umgetrieben. Jetzt gibt es die ersten Erklärungsversuche.
So vermuten Piercarlo Bonifacio vom Osservatorio Astronomico di Trieste und seine Mitarbeiter etwa, dass HE0107-5240 seine Metalle womöglich von zwei zuvor explodierten Sternen erhielt. Während der eine sehr massereiche Stern vornehmlich die leichten Elemente bereitstellte, hätte der andere Stern vergleichsweise geringer Masse die schweren Elemente wie Magnesium und Eisen beigesteuert [1].
Hideyuki Umeda und Ken'ichi Nomoto von der University of Tokyo hingegen nehmen an, dass vor HE0107-5240 Sterne mit mindestens der 20-fachen, vielleicht sogar der 130-fachen Sonnenmasse explodieren mussten, wobei insbesondere Kohlenstoff und Stickstoff ins All geschleudert wurden und von Sternen wie HE0107-5240 aufgenommen wurde. Das Eisen hingegen blieb im Inneren der explodierenden Sterne gebunden und verschwand gleichsam im übrig bleibenden Schwarzen Loch. Auf diese Weise ließen sich die im Vergleich zu Kohlenstoff und Stickstoff geringen Eisenkonzentrationen in HE0107-5240 erklären [2].
Auch Raffaella Schneider vom Osservatorio Astrofisico di Arcetri in Florenz geht mit ihren Kollegen davon aus, dass HE0107-5240 in einer Wolke geboren wurde, die bereits Metalle enthielt. Sie argumentieren allerdings mit der geringen Masse von HE0107-5240 selbst, die nur Dreiviertel der Sonnenmasse erreicht. Denn eigentlich können aus reinen Wasserstoff- und Heliumwolke nur riesige, massereiche und kurzlebige Sterne hervorgehen [3].
Damit sich in jener Zeit dennoch derart kleine Sterne wie HE0107-5240 bilden konnten, musste die Gaswolke bereits Metalle enthalten. Nur sie konnten die heiße Gaswolke so weit abkühlen, dass sich bei niedrigen Temperaturen Staubpartikel bilden und schließlich relativ massearme Sterne entstehen konnten.
Wer der Wahrheit am Ende am nächsten kommt, steht bis auf weiteres in den Sternen. Eines jedenfalls ist sicher: Der uralte Stern HE0107-5240 wird noch einige Zeit der Star der Astronomen sein und neue und wesentliche Einblicke in die frühe Zeit des Kosmos liefern.
Diese Metalle waren im Kosmos ursprünglich nicht vorhanden, sondern entstanden erst im Inneren der ersten Sterne. Vergingen sie am Ende ihres Lebens in einer Supernova, schleuderten sie die schweren Elemente ins All, wo sie von neuen Sternen aufgenommen wurden, die ihrerseits Metalle produzierten, explodierten und so nach und nach das Periodensystem der Elemente auffüllten.
Obschon er vermutlich zu den allerersten Sternen überhaupt gehört, ganz metallfrei ist auch HE0107-5240 nicht. So finden sich in seinem Spektrum etwa Hinweise auf winzige Mengen von Eisen, die allerdings nur ein 200 000stel der Konzentration in unserer Sonne erreichen. Andererseits wiesen Forscher im Vergleich dazu überverhältnismäßig viel Kohlenstoff und Stickstoff nach. Relativ zum Eisen ist HE0107-5240 ganze 10 000-mal so kohlenstoffreich und immerhin noch 200-mal so stickstoffreich wie die Sonne.
Wie HE0107-5240 zu seinen Metallen kam, und warum Eisen dabei so kurz kam, diese Frage hat in den Monaten seit seiner Entdeckung zahlreiche Forscher umgetrieben. Jetzt gibt es die ersten Erklärungsversuche.
So vermuten Piercarlo Bonifacio vom Osservatorio Astronomico di Trieste und seine Mitarbeiter etwa, dass HE0107-5240 seine Metalle womöglich von zwei zuvor explodierten Sternen erhielt. Während der eine sehr massereiche Stern vornehmlich die leichten Elemente bereitstellte, hätte der andere Stern vergleichsweise geringer Masse die schweren Elemente wie Magnesium und Eisen beigesteuert [1].
Hideyuki Umeda und Ken'ichi Nomoto von der University of Tokyo hingegen nehmen an, dass vor HE0107-5240 Sterne mit mindestens der 20-fachen, vielleicht sogar der 130-fachen Sonnenmasse explodieren mussten, wobei insbesondere Kohlenstoff und Stickstoff ins All geschleudert wurden und von Sternen wie HE0107-5240 aufgenommen wurde. Das Eisen hingegen blieb im Inneren der explodierenden Sterne gebunden und verschwand gleichsam im übrig bleibenden Schwarzen Loch. Auf diese Weise ließen sich die im Vergleich zu Kohlenstoff und Stickstoff geringen Eisenkonzentrationen in HE0107-5240 erklären [2].
Auch Raffaella Schneider vom Osservatorio Astrofisico di Arcetri in Florenz geht mit ihren Kollegen davon aus, dass HE0107-5240 in einer Wolke geboren wurde, die bereits Metalle enthielt. Sie argumentieren allerdings mit der geringen Masse von HE0107-5240 selbst, die nur Dreiviertel der Sonnenmasse erreicht. Denn eigentlich können aus reinen Wasserstoff- und Heliumwolke nur riesige, massereiche und kurzlebige Sterne hervorgehen [3].
Damit sich in jener Zeit dennoch derart kleine Sterne wie HE0107-5240 bilden konnten, musste die Gaswolke bereits Metalle enthalten. Nur sie konnten die heiße Gaswolke so weit abkühlen, dass sich bei niedrigen Temperaturen Staubpartikel bilden und schließlich relativ massearme Sterne entstehen konnten.
Wer der Wahrheit am Ende am nächsten kommt, steht bis auf weiteres in den Sternen. Eines jedenfalls ist sicher: Der uralte Stern HE0107-5240 wird noch einige Zeit der Star der Astronomen sein und neue und wesentliche Einblicke in die frühe Zeit des Kosmos liefern.
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