AstroGeo Podcast: Als im Universum die Lichter angingen – wo sind die ersten Sterne?

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Nicht viele Sterne können von sich behaupten, beinahe unser Verständnis vom Universum kaputt gemacht zu haben – aber ein Stern mit der Bezeichnung HD 140283 hätte es fast geschafft: Im Jahr 2000 schätzten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sein Alter auf 16 Milliarden Jahre. Und damit wäre dieser so unscheinbare Stern älter als das Universum selbst Er liegt in rund 190 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Waage und ist von der Erde aus zwar nicht mit dem bloßen Auge, aber doch immerhin schon mit einem Fernglas sichtbar. Seinen Spitznamen als „Methusalem-Stern“ hat er sich damit mehr als verdient.
In den darauffolgenden Jahren korrigierten neue Messungen und Studien dieses Alter glücklicherweise nach unten. Inzwischen gilt HD 140283 zwar immer noch als alt, aber nicht mehr als älter als das Universum selbst. Trotz seines stolzen Alters ist eines wissenschaftlich sicher: Der Methusalem-Stern ist keiner von den allerersten Sternen, die es in unserem Universum je gegeben hat – doch auf die haben sie es abgesehen.
Forschende bezeichnen jene ersten Sterne im Universum auch als Sterne der Population III. Es sind die Sterne, die nach dem Urknall als erstes Licht ins Dunkel brachten. Damals, vor Milliarden von Jahren, gab es im Universum vor allem Wasserstoff und Helium. Erst die ersten Sterne haben jene massereicheren Elemente hergestellt, die wir heute kennen und schätzen – und ohne die es uns nicht geben würde: Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, und noch schwerere Elemente bis hin zum Eisen.
Somit ist zwar vollkommen klar, dass es diese ersten Sterne gegeben haben muss. Und doch haben Forschende noch nie einen solchen Stern beobachtet, trotz Jahrzehnten der intensiven Suche.
In dieser Folge erzählt Franzi von dieser Suche nach den Sternen der Population III, die Licht ins Universum gebracht haben – eine Suche, für die Forschende versuchen, mit dem James Webb-Weltraumteleskop so weit in die Vergangenheit zu blicken wie möglich. Aber auch unsere eigene Milchstraße bleibt ein möglicher Fundort für die wahren Methusalem-Sterne.
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- Folge 65: Blaue Riesensterne: Nimm Zwei!
- Folge 98: Das Erbe des Urknalls: Wie die Materie in unser Universum kam
Weiterführende Links
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- Spektrum.de: Trügt das Licht des ältesten Sterns? (Artikel von Franzi)
- Spektrum.de: Startete das Universum früher durch als gedacht? (Artikel von Franzi)
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Quellen
- Fachartikel: The First Stars: Formation, Properties, and Impact (2023)
- Fachartikel: Asteroseismic investigation of HD 140283: The Methuselah star (2025)
- Fachartikel: Determination of the mass distribution of the first stars from the 21-cm signal (2025)
- Fachartikel: Metal-polluted Population III Galaxies and How to Find Them (2025)
- Fachartikel: Evidence for PopIII-like stellar populations in the most luminous Lyman-α emitters at the epoch of re-ionisation: spectroscopic confirmation (2015)
- Fachartikel: No evidence for Population III stars or a direct collapse black hole in the z = 6.6 Lyman α emitter ‘CR7’ (2017)
- Fachartikel: On the Probability of the Extremely Lensed z = 6.2 Earendel Source Being a Population III Star (2022)
- Fachartikel: Discovery of an [Fe/H] ∼−4.8 Star in Gaia XP Spectra (2025)
Episodenbild: ESO/M. Kornmesser (künstlerische Ansicht)
Ich finde eine Sache faszinierend: Da sich das Universum ausdehnt und ich zu den Sternen in ferne Vergangenheit schaue, sehe ich da eine Welt, die im Original in einen Stecknadelkopf in meiner Hand gepasst hätte, und je ferner ich in alle Richtungen hinaus sehe, desto winziger waren die Dinge, die ich sehe – ich stehe in einer Kugel, deren Oberfläche kleiner ist als ihr Mittelpunkt, das exakte Gegenteil von dem, was ich von einer Kugel erwarte.
Damit werden die Verzerrungen der Datenübertragung interessant. Das Abbild des Sterns hat sich auf dem Weg zu mir mit ausgedehnt, und wenn sich Stern, Weg, Erde exakt proportional ausgedehnt haben, kann ich das Ganze ignorieren. Ich stehe ja auch auf einem Planeten, der sich stets auszudehnen scheint, doch weil sich das Sonnensystem, der Raum, die Planeten, die Atome, das Universum, in einem festen Verhältnis ausdehnen, scheinen mir alle Dinge gleich groß zu bleiben, und ich nehme die kollektive Ausdehnung (oder das kollektive Schrumpfen) nur als eine magische Kraft namens Gravitation wahr, im großen Maßstab als Dunkle Energie, was ja logisch ist, denn wenn in einem wachsenden System manche Dinge in großen Haufen zusammenhalten, müssen die Entfernungen zwischen diesen Haufen ja wachsen.
Was ist aber, wenn der Tanz nur auf kurze Entfernungen so perfekt funktioniert, und sich über Lichtjahre immer mehr Fehler einschleichen? Was ist, wenn sich Daten mit unterschiedlicher Geschwindigkeit fortpflanzen, mit anderen mischen, verfälschen?
Das Universum am Anfang war vor allem – dichter. Das deutet auf größere Extreme hin, was heute Vakuum ist, hätte Masse sein können oder exakt umgekehrt, zumindest weiß ich nichts über die Verteilung der Energie zwischen ihren Erscheinungsformen. Die Zeit lief wohl schneller, auch wenn es lokal langsamer gewesen sein kann: Die erste Milliarde Jahre dürfte eine Sekunde unserer Zeit gedauert haben. Hat diese Asymmetrie eine Auswirkung auf die Daten, die wir bekommen oder nicht?
Bei jeder Neuberechnung scheint das Universum um Jahrmillionen älter geworden zu sein, als es ein paar Jahre zuvor war. Auch Konstanten ändern sich bei Neuberechnungen. Ich gehe davon aus, dass es einfach daran liegt, dass die Messmethoden immer genauer werden. Könnte man sich trotzdem noch mal genauer ansehen, aber wahrscheinlich ist da nix. Bringt einen aber trotzdem zum Denken – über unsere Perspektive, den Beobachter und das Universum, und wer wie viel davon für wen erschafft.
Danke fürs Transkript. Sehr angenehm für Methusaleme wie mich 😉
Nicht nur hier, sondern allgemein zeigen sich die Grenzen eines auf der Physik gegründeten Weltbildes. Physik zeigt eben nur die Seite der Realität, die mit ihrer Methode erfasst werden kann. Allein ein Weltbild, das das “Leben an sich” zur Grundlage hat, vermag ein umfassendes Weltbild zu liefern, das allen Fragen gerecht wird: https://www.academia.edu/145980756/Neue_Kosmologie