Wissenschaftler entdecken einen uralten Stern, der Spuren des ersten Lichts des Universums enthält

Astronomen des NOIRLab in den Vereinigten Staaten haben in der Zwerggalaxie Pictor II einen außergewöhnlich alten und metallarmen Stern entdeckt, der als „chemisches Fossil“ des frühen Universums dienen und entscheidende Erkenntnisse über die ersten Lichter liefern könnte, die den Kosmos erhellten. Einzelheiten zu dieser Entdeckung sind in einer Studie zusammengefasst, die in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht wurde.

Ein seltsames, kleines und sehr altes Sternensystem

Das Objekt, das unter der Bezeichnung PicII-503 katalogisiert ist, weist die niedrigsten Eisen- und Kalziumkonzentrationen auf, die jemals außerhalb der Milchstraße gemessen wurden, wobei die Werte für Eisen mehr als 43.000-mal und für Kalzium etwa 160.000-mal niedriger sind als die in unserer Sonne festgestellten Konzentrationen.

Gleichzeitig weist er einen Kohlenstoffüberschuss auf, der mehr als 3.000 Mal höher ist als erwartet – ein Muster, das ihn zu einem Schlüsselelement für das Verständnis macht, wie die ersten Sterne den Kosmos angereichert haben.

Laut einer Pressemitteilung handelt es sich bei Pictor II um ein extrem kleines und uraltes System, das mehr als 10 Milliarden Jahre alt ist. In dieser Umgebung, in der die Schwerkraft schwach ist und die chemische Entwicklung nur langsam voranschreitet, können die Überreste von Sternexplosionen auf eine ganz andere Weise erhalten bleiben, als dies in größeren Galaxien zu beobachten ist.

Den Autoren der Studie zufolge ist Pictor II damit eines der ursprünglichsten und chemisch ärmsten Systeme, die bislang bekannt sind.

Die Bedeutung von PicII-503 geht jedoch über seine statistische Seltenheit oder seine extremen Eigenschaften hinaus. Das Team interpretiert seine Zusammensetzung als den Fingerabdruck der ersten Sterne des Universums – jener Sterne, die fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium bestanden und in ihren Kernen schwerere Elemente bildeten, bevor sie diese in Explosionen in den Weltraum ausstießen.

Die „chemischen Fingerabdrücke“ der ersten Sterne werden enthüllt

Insbesondere der Überschuss an Kohlenstoff und die extreme Knappheit an Eisen und Kalzium stützen die Hypothese, dass sich der Stern aus Material gebildet hat, das durch primitive Supernovae angereichert wurde, welche in der Lage waren, Elemente auszustoßen, ohne das Gas der Wirtsgalaxie vollständig zu zerstören.

Bislang war dieses Signal bei Sternen im galaktischen Halo beobachtet worden, doch fehlten direkte Belege in sehr alten Zwerggalaxien, in denen sich solche Objekte vermutlich gebildet haben. PicII-503 liefert genau dieses fehlende Bindeglied und stützt die Hypothese, dass ein Kohlenstoffüberschuss das Kennzeichen von Explosionen mit geringer Energie aus der ersten Sterngeneration ist.

Forscher weisen zudem darauf hin, dass es sehr schwierig ist, solche Erkenntnisse durch Beobachtungen sehr entfernter und kleiner Galaxien zu gewinnen, die sich außerhalb der Reichweite der heutigen Teleskope zur Erforschung des frühen Universums befinden. Pictor II fungiert als Zeitkapsel: Sie ermöglicht es uns, die physikalischen Prozesse nachzuvollziehen, die abliefen, als der Kosmos noch jung war und die ersten leuchtenden Strukturen die chemische Zusammensetzung des Universums prägten.

Quellenhinweis:

Chiti, A., Placco, V.M., Pace, A.B. et al. Enrichment by the First Stars in a Relic Dwarf Galaxy. Nature Astronomy (2026).