Älteste Sterne der Milchstraße liefern Hinweise auf Alter des Kosmos und Hubble-Konstante
Wie alt ist das Universum wirklich? Diese Frage beschäftigt die Kosmologie seit Jahrzehnten. Ein internationales Forschungsteam hat nun eine alternative Methode genutzt, um das Alter des Kosmos einzugrenzen: die Untersuchung der ältesten Sterne unserer Milchstraße. Die Analyse deutet darauf hin, dass das Universum mindestens 13,8 Milliarden Jahre alt ist – ein Ergebnis, das wichtige Hinweise im Streit um die sogenannte Hubble-Konstante liefert.
Der Ursprung des Universums und die Rolle der kosmischen Expansion
Die moderne Astronomie geht davon aus, dass das Universum mit dem Urknall begann. Ein entscheidender Hinweis darauf ist die kosmische Expansion – also die fortlaufende Ausdehnung des Universums. Beobachtet man die Bewegung von Galaxien rückwärts in der Zeit, führt dies zu einem gemeinsamen Ursprungspunkt.
Wie lange dieser Anfang zurückliegt, lässt sich theoretisch über die Expansionsrate des Universums bestimmen. Diese wird durch die sogenannte Hubble-Konstante beschrieben. In Verbindung mit kosmologischen Modellen erlaubt sie eine Berechnung des Alters des Universums.
Streitpunkt Hubble-Konstante
Genau hier liegt jedoch eines der größten ungelösten Probleme der modernen Kosmologie. Verschiedene Messmethoden liefern unterschiedliche Werte für die Hubble-Konstante.
Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung – der schwachen Strahlung aus der Frühphase des Universums – ergeben einen Wert von etwa 67 Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec. Dieser Wert wird häufig im Rahmen des kosmologischen Standardmodells verwendet.
Andere astronomische Methoden kommen hingegen zu deutlich höheren Zahlen. Beobachtungen von Supernovae, Gravitationslinsen oder veränderlichen Sternen deuten auf rund 73 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec hin.
Diese Differenz hat direkte Konsequenzen für das geschätzte Alter des Universums.
- Ein niedriger Wert der Hubble-Konstante würde bedeuten, dass der Urknall vor etwa 14 Milliarden Jahren oder sogar früher stattfand.
- Ein höherer Wert würde das Alter des Universums eher auf etwa 13 Milliarden Jahre begrenzen.
Bis heute ist unklar, welche Messung näher an der Realität liegt.
Die ältesten Sterne als kosmische Zeitzeugen
Um dieses Problem zu umgehen, suchten Forschende nach einer unabhängigen Methode zur Altersbestimmung des Universums. Eine vielversprechende Quelle sind die ältesten Sterne der Milchstraße.
„Das absolute Alter der ältesten Objekte im heutigen Kosmos ist für die Kosmologie entscheidend“, erklärt Elena Tomasetti von der Universität Bologna gemeinsam mit ihrem Forschungsteam. Denn: Das Universum kann nicht jünger sein als seine ältesten Sterne.
Für ihre Untersuchung analysierten die Astronomen Daten von mehr als 200.000 Sternen der Milchstraße. Diese stammen aus dem umfangreichen Datensatz des europäischen Weltraumteleskops Gaia, das Position, Entfernung, Helligkeit und chemische Zusammensetzung von Sternen mit außergewöhnlicher Präzision vermisst.
„Mit Gaia ist die Milchstraße praktisch zu einem Nahfeld-Kosmologielabor geworden“, erklärt Mitautorin Cristina Chiappini vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam. Die Daten ermöglichen erstmals eine sehr genaue Altersbestimmung vieler Sterne.
Tausende extrem alte Sterne identifiziert
Die Analyse ergab knapp 3.000 Sterne, die mindestens 12,5 Milliarden Jahre alt sind. Für eine besonders präzise Untersuchung wählten die Forschenden 185 Sterne aus, deren Altersbestimmung besonders zuverlässig war.
Diese Sterne gehören zu den ältesten bekannten Objekten unserer Galaxie und entstanden kurz nach der kosmischen Frühphase, als sich die ersten Sterne im Universum bildeten.
Mindestalter des Universums: 13,8 Milliarden Jahre
Die detaillierte Analyse zeigt: Die ältesten Sterne der Milchstraße sind wahrscheinlich rund 13,6 Milliarden Jahre alt.
Allerdings entstanden Sterne nicht unmittelbar nach dem Urknall. Zunächst musste sich das Universum abkühlen, damit sich Materie sammeln und die ersten Sternsysteme bilden konnten. Dieser Prozess dauerte schätzungsweise 100 bis 200 Millionen Jahre.
Berücksichtigt man diese Verzögerung, ergibt sich daraus ein Mindestalter des Universums von etwa 13,8 Milliarden Jahren.
Wird dieses Alter in kosmologische Modelle eingesetzt, ergibt sich eine Hubble-Konstante von ungefähr 68 Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec.
Unterstützung für den niedrigeren Hubble-Wert
Damit liegt die neue Berechnung sehr nahe an dem Wert von etwa 67 Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec, der aus der Analyse der kosmischen Hintergrundstrahlung resultiert.
Deutlich schlechter lässt sich das Ergebnis hingegen mit den höheren Messwerten vereinbaren. Würde man die größere Hubble-Konstante zugrunde legen, müssten einige der untersuchten Sterne älter sein als das Universum selbst – ein physikalisch unmögliches Szenario.
Hinweise auf neue Physik?
Die Ergebnisse werfen daher erneut die Frage auf, warum manche astronomischen Beobachtungen systematisch höhere Werte für die Hubble-Konstante liefern.
Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass sich die kosmische Expansion im Laufe der Zeit anders entwickelt hat, als es das derzeitige Standardmodell beschreibt. Denkbar wäre etwa, dass sich die Wirkung der Dunklen Energie, die als treibende Kraft der Expansion gilt, mit der Zeit verändert.
Bislang bleibt diese Hypothese jedoch spekulativ.
Neue Gaia-Daten könnten Klarheit bringen
Die Forschenden betonen, dass ihre Analyse vor allem eine wichtige unabhängige Referenz liefert. Die Altersbestimmung der ältesten Sterne setze direkte Grenzen für das Alter des Universums und stelle damit einen wichtigen Prüfstein für kosmologische Modelle dar.
Zusätzliche Erkenntnisse könnten bald folgen: Der geplante vierte Datensatz des Gaia-Teleskops soll noch präzisere Messungen ermöglichen. Damit hoffen Astronomen, das Rätsel um die Hubble-Konstante und das genaue Alter des Universums weiter einzugrenzen.
Fazit
Die Untersuchung der ältesten Sterne unserer Milchstraße liefert ein klares Signal: Das Universum ist mindestens 13,8 Milliarden Jahre alt. Gleichzeitig unterstützt das Ergebnis eher eine niedrigere Hubble-Konstante. Ob damit der kosmologische Streit endgültig entschieden ist, bleibt offen – doch die Sterne unserer eigenen Galaxie liefern eine neue, wichtige Perspektive auf die Geschichte des Universums.
Johannes Falkenberg schreibt für HL-1.tv über aktuelle Nachrichten, Politik, Wirtschaft, Technologie, Sport, Unterhaltung und gesellschaftlich relevante Themen. Sein Fokus liegt auf klarer, verständlicher Berichterstattung und der Aufbereitung nützlicher Informationen für Leserinnen und Leser. Mit einem Blick für aktuelle Entwicklungen und relevante Geschichten liefert er fundierte Beiträge, die informieren, einordnen und den Bezug zum Alltag der Menschen herstellen.
Weitere Geschichten
NASA startet riskante Rettungsmission für Forschungssatelliten Swift
Die NASA macht in Bezug auf die Erde eine Entdeckung, die „so wichtig wie die Schwerkraft“ ist
Wie wurden Schwarze Löcher so groß und schnell? Die Antwort liegt im Dunkeln