AstronomieHeiligenschein der Milchstraße ist 11 Milliarden Jahre alt

Eine neue Methode erlaubt die genauere Datierung von Sternen, die wie ein Schleier die Milchstraße umringen. Ein weiterer Schritt, die Evolution der Galaxie zu verstehen. von 

Teile der Milchstraße am Nachthimmel über dem US-Bundesstaat Utah

Teile der Milchstraße am Nachthimmel über dem US-Bundesstaat Utah  |  © Wally Pacholka/Nasa

In sternenklarer Nacht ist die ausgefranste Linie gut am Himmelsgewölbe zu erkennen: die Milchstraße , benannt nach ihrem milchig trüben Erscheinungsbild am Firmament. Sie besteht aus Milliarden von Sternen und beheimatet unser Sonnensystem. Ihr Alter konnten Astronomen bislang nur anhand der Beobachtung ganzer Sternhaufen in ihrem Innern schätzen. Sie kamen auf 10 bis 13 Milliarden Jahre. Je weiter sie jedoch nach außen, in den Lichtschleier rund um die Scheibe der Galaxis vordrangen, desto weniger genau ließ sich das Alter der dortigen Sterne bestimmen.

Diese Region nennen Astronomen Halo (engl. für Heiligenschein), weil sie die gesamte Milchstraße wie ein Heiligenschein umgibt. Im Magazin Nature stellt der Wissenschaftler Jason Kalirai vom Space Telescope Science Institute in Baltimore ( USA ) nun eine neue Methode vor, um das Alter einiger Teile des Halo genauer zu entschlüsseln .

Anzeige

Kalirai stützt seine Altersanalyse auf die Masse neu entstandener Weißer Zwerge im Halo. Das sind Sonnen in der letzten Phase ihrer Existenz, sie bestehen bloß noch aus dem glühenden Kern weit größerer Sterne und leuchten schwach – bis sie vollends ausbrennen. Je mehr Masse sie besitzen, desto jünger waren die Sterne, aus denen Weiße Zwerge einst hervorgegangen sind.

Namensherkunft

Der Name für Milchstraße lautet in der Fachwelt Galaxis. Er ist vom altgriechischen galaxias abgeleitet, und das wiederum von gala (= Milch).

Der Sage nach habe Zeus seinen Sohn Herakles, den er mit der sterblichen Frau Alkmene gezeugt hatte, an der Brust seiner göttlichen Frau Hera trinken lassen, als sie schlief. Herakles sollte so göttliche Kräfte erhalten. Doch der Kleine saugte so ungestüm, dass Hera erwachte und das Kind voller Abscheu von sich stieß. Dabei wurde ein Strahl ihrer göttlichen Milch über den Himmel verspritzt.

Milchstraße in Zahlen

Durchmesser: 100.000 Lichtjahre

Dicke: 3.000 bis 16.000 (Bulge) Lichtjahre

Masse (sichtbar): rund 3,6 mal 10 hoch 41 Kilogramm

Sterne: rund 100 bis 300 Milliarden

Interstellare Materie: 600 Millionen bis einige Milliarden Sonnenmassen

Durchmesser des Halos: rund 165.000 Lichtjahre

Dunkle Materie: rund 1 Billion Sonnenmassen

Abstand der Sonne: 25.000 bis 28.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum

Umlaufzeit um das Zentrum: 220 bis 240 Millionen Jahre

Kalirai berechnete das Alter ihrer Vorläufer im inneren Teil des Halo nun mit 11,4 Milliarden Jahren, mit einer Unsicherheit von 0,7 Milliarden Jahren. Dem Astronomen gelang dies durch den Vergleich der Halo-Zwerge mit jenen gut untersuchten Zwergen im Kugelsternhaufen Messier 4, die im Sternbild Skorpion liegen. Das Sternenbündel, das sich dank der Gravitation aneinander hält, ist gut 12,5 Milliarden Jahre halt – bei einer Unsicherheit von 0,5 Milliarden Jahren.

Eine Infrarotaufnahme der Milchstraße lässt die lang ausgedehnte Scheibe des Sternensystems erkennen. Rings um die Scheibe herum liegt der Halo.

Eine Infrarotaufnahme der Milchstraße lässt die lang ausgedehnte Scheibe des Sternensystems erkennen. Rings um die Scheibe herum liegt der Halo.  |  © Nasa

Das Alter des äußeren Teils des Halo zu berechnen, ist weit mühseliger, auch weil die Sterne und Weißen Zwerge hier viel weiter von der Erde entfernt liegen als im inneren Ring. Dass sich der Halo der Milchstraße überhaupt in zwei unterschiedliche Sternenansammlungen aufteilen lässt, wissen Astronomen erst seit wenigen Jahren. "Derzeit gehen wir davon aus, dass die Galaxie sich aus kleineren Fragmenten von Vorläufer-Galaxien zusammenfügte", schreibt Timothy C. Beers vom Kitt Peak National Observatory im amerikanischen Tuscon ebenfalls in Nature . Sterne des inneren Halo haben ihren Ursprung demnach in massereichen Fragmenten, die aus sehr schweren chemischen Elementen bestehen. Der äußere Halo entstand hingegen aus masseärmeren Vorläufer-Galaxien, die auch weniger metallische Elemente aufwiesen.

"Angenommen, die These eines dualen Halo stimmt: Dann müsste man auch Unterschiede im abgeleiteten Alter der Sterne in beiden Teilen erwarten", schreibt Beers. Die neue Methode des Astrophysikers Jason Kalirai könnte helfen, das zu belegen. "Kalirais Weißer-Zwerg-Zeitmesser ist ein wertvolles Werkzeug, um diesen Wust an Informationen nun zu erkunden." Damit rücken die Astronomen auch dem Verständnis näher, in welcher zeitlichen Abfolge sich die Milchstraße einst entwickelte.

Zur Startseite
 
Leserkommentare
  1. Weiße Zwerge sind Überreste von Sternen in denen keine Fusion mehr stattfindet, und die daraufhin nur noch durch Energieverlust in Form von Strahlung auskühlen. Massenverlust erfolgt nicht. Stabilität wird durch den Druck des entartete Elektronengases im Inneren gewährleistet. Das sorgt auch dafür, dass die Zustandsgleichung nicht mehr von der Temperatur abhängt.

    Daher die Fragen: Warum sollten weiße Zweige - unterhalb der Chandrasekhargrenze - "in sich zusammenstürzen" und warum sollte massereiche weiße Zwerge "älter" sein?

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen
    Redaktion

    Lieber TomFynn,

    Danke für Ihren Hinweis. Ich habe die besagte Stelle im Text nun etwas präziser formuliert. Ein "in sich zusammenstürzen" gilt eher für Sterne, die in einer Supernova aufgehen. Weiße Zwerge verglühen halt. Was das Alter betrifft, bezieht sich das auf die Roten Riesen, aus denen die Weißen Zwerge einst entstanden sind.

    Gruß aus der Redaktion.

  2. Redaktion

    Lieber TomFynn,

    Danke für Ihren Hinweis. Ich habe die besagte Stelle im Text nun etwas präziser formuliert. Ein "in sich zusammenstürzen" gilt eher für Sterne, die in einer Supernova aufgehen. Weiße Zwerge verglühen halt. Was das Alter betrifft, bezieht sich das auf die Roten Riesen, aus denen die Weißen Zwerge einst entstanden sind.

    Gruß aus der Redaktion.

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    mir Korinthenka**erei wie die Feinheiten der Übersetzung abhold ist, so berührte die Frage der Stabilität und vor allem des Alters *direkt* die Physik.

    Und *da* kann ich dann doch nicht anders als nachfragen :)

    Da frage ich mich doch, wie die Autoren die Massenskala der Weißen Zwerge kalibriert haben? Ist es wirklich wahr, dass ein enger Bezug zwischen der Masse eines Roten Riesensterns und der Masse des daraus folgenden Weißen Zwergs besteht? Welche Einflüsse auf diese Relation haben Rotation, Metallizität, etc.? Wird das in der Publikation beschrieben?

  3. ...(engl. für Heiligenschein)..."

    Diese Region heißt auch auf deutsch Halo, der englische Begriff Halo bedeutet zwar unter anderem auch "Heiligenschein", ein seriöser Übersetzer würde kaum auf die Idee kommen, diesen Begriff zu verwenden.

    http://www.duden.de/recht... :

    (Physik) (durch Reflexion, Beugung und Brechung der Lichtstrahlen an kleinsten Teilchen hervorgerufener) Hof um eine Lichtquelle

  4. mir Korinthenka**erei wie die Feinheiten der Übersetzung abhold ist, so berührte die Frage der Stabilität und vor allem des Alters *direkt* die Physik.

    Und *da* kann ich dann doch nicht anders als nachfragen :)

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    Hier hat sich die Redaktion auch mal Gedanken gemacht über gewisse Formulierungen im Artikel. Im Gegensatz zu SPON, wo zusätzlich Esoteriker in betreffenden Foren i.d.R. ganze Diskussionen kaputtmachen.

    Vielen Dank für #1, Herr Kollege (nehme ich mal stark an)

    Grüße :-)

  5. 5. !yep!

    Hier hat sich die Redaktion auch mal Gedanken gemacht über gewisse Formulierungen im Artikel. Im Gegensatz zu SPON, wo zusätzlich Esoteriker in betreffenden Foren i.d.R. ganze Diskussionen kaputtmachen.

    Vielen Dank für #1, Herr Kollege (nehme ich mal stark an)

    Grüße :-)

    Antwort auf "Auch wenn"
  6. Da frage ich mich doch, wie die Autoren die Massenskala der Weißen Zwerge kalibriert haben? Ist es wirklich wahr, dass ein enger Bezug zwischen der Masse eines Roten Riesensterns und der Masse des daraus folgenden Weißen Zwergs besteht? Welche Einflüsse auf diese Relation haben Rotation, Metallizität, etc.? Wird das in der Publikation beschrieben?

  7. der gar kein Knall war..wurde bisher ja auch 5-7 Mrd. Jahre datiert.
    Und jetzt sowas.

    Diese Zahlen sind nur Vermutungen..nichts genaues was man ohnehin noch nicht.

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    wurde das Alter des Universums bislang auf 13,7 Mrd. Jahre datiert. Kann man ableiten aus den sich von der Erde fortbewegenden Galaxien, d.h. wie schnell sie das tun usw. Was mich aber eher mal interessiert: Wer möchte denn das Alter des Universums überhaupt wissen? 13,7 Mrd. Jahre sind eine Zahl, mit der man gar nichts anfangen kann, bei der man sagt: "Oh, aha.", aber mehr auch nicht. Und genauso ist es jetzt auch mit dieser Sternalter-Methode. Es werden sicherlich Millionen von Geldern für solche Fragen verbraten, deren Antworten für den Menschen nicht mal interessant sind (13,7 Mrd. Jahre ist doch eig. das gleiche wie "unvorstellbar alt"). Und nützlich erst recht nicht.

  8. wurde das Alter des Universums bislang auf 13,7 Mrd. Jahre datiert. Kann man ableiten aus den sich von der Erde fortbewegenden Galaxien, d.h. wie schnell sie das tun usw. Was mich aber eher mal interessiert: Wer möchte denn das Alter des Universums überhaupt wissen? 13,7 Mrd. Jahre sind eine Zahl, mit der man gar nichts anfangen kann, bei der man sagt: "Oh, aha.", aber mehr auch nicht. Und genauso ist es jetzt auch mit dieser Sternalter-Methode. Es werden sicherlich Millionen von Geldern für solche Fragen verbraten, deren Antworten für den Menschen nicht mal interessant sind (13,7 Mrd. Jahre ist doch eig. das gleiche wie "unvorstellbar alt"). Und nützlich erst recht nicht.

Bitte melden Sie sich an, um zu kommentieren

  • Quelle ZEIT ONLINE
  • Schlagworte Milchstraße | Alter | Astronomie | Gravitation | Sonnensystem | Stern
Service