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Das Hubble-Weltraumteleskop hat ein Licht auf den entferntesten jemals beobachteten Einzelstern geworfen, der 28 Milliarden Lichtjahre entfernt leuchtet. Und der Stern kann 50- bis 500-mal größer als unsere Sonne und millionenfach heller sein.
Es ist der am weitesten entfernte Stern, der bisher entdeckt wurde, 900 Millionen Jahre nach dem Urknall. Astronomen nannten den Stern Earndel, was von altenglischen Wörtern abgeleitet ist, die „Morgenstern“ oder „aufgehendes Licht“ bedeuten.
Eine detaillierte Studie der Ergebnisse, veröffentlicht am Mittwoch in der Zeitschrift Natur.
Diese Beobachtung brach den Rekord von Hubble aus dem Jahr 2018, als es die Existenz eines Sterns beobachtete, als das Universum etwa vier Milliarden Jahre alt war. Earndel ist so weit entfernt, dass Sternenlicht 12,9 Milliarden Jahre brauchte, um uns zu erreichen.
Earndels Beobachtung könnte Astronomen helfen, die frühen Jahre des Universums zu untersuchen.
Die Co-Autorin der Studie, Victoria Strait, Postdoktorandin am Cosmic Dawn Center in Kopenhagen, sagte in einer Erklärung.
„Als das Licht, das wir von der Earendel aussenden, war das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt; nur 6 % seines heutigen Alters. Damals war es 4 Milliarden Lichtjahre von der ursprünglichen Milchstraße entfernt, aber während der ungefähr 13 Milliarden Jahre hat das Licht gebraucht, um uns zu erreichen. Das Universum hat sich so ausgedehnt, dass es jetzt erstaunliche 28 Milliarden Lichtjahre entfernt ist.“
Alle Sterne, die wir am Nachthimmel sehen, befinden sich in unserer Milchstraße. Unglaublich leistungsstarke Teleskope können nur einzelne Sterne in den nächsten Galaxien sehen. Aber entfernte Galaxien scheinen ein Nebel aus Licht zu sein, das aus den Milliarden von Sternen, die sie enthalten, durcheinandergewirbelt wird.
Doch eine von Albert Einstein vorhergesagte Gravitationslinse erlaubt einen tieferen Blick in das ferne Universum. Gravitationslinsen treten auf, wenn nähere Objekte wie eine Lupe für entfernte Objekte wirken. Die Schwerkraft verzerrt und verstärkt hauptsächlich das Licht entfernter Hintergrundgalaxien.
Wenn Licht in der Nähe von massiven Objekten vorbeigeht, folgt es einer Kurve um dieses Objekt herum. Wenn sich dieses Objekt zwischen der Erde (oder in diesem Fall Hubble) und einer entfernten Lichtquelle befindet, kann es tatsächlich Licht ablenken und zu uns senden, indem es als Linse fungiert, um seine Intensität zu verstärken.
Viele entfernte Galaxien wurden auf diese Weise gefunden.
In diesem Fall wirkte die Ausrichtung einer riesigen Gruppe von Galaxien wie ein Vergrößerungsglas und verstärkte Earndels Licht tausendfach. Dieser Gravitationslinseneffekt schuf zusammen mit neun Stunden Beobachtungszeit auf Hubble und einem internationalen Team von Astronomen das rekordverdächtige Bild.
„Normalerweise sehen ganze Galaxien aus diesen Entfernungen wie winzige Flecken aus, wenn sich das Licht von Millionen von Sternen vermischt“, sagte Hauptautor Brian Welch, Astronom an der Johns Hopkins University in Baltimore, in einer Erklärung. „Die Galaxie, die diesen Stern beherbergt, wurde vergrößert und durch Gravitationslinsen zu einem langen Halbmond verzerrt, den wir den Sonnenaufgangsbogen genannt haben.“
Um sicherzustellen, dass es sich wirklich um einen einzelnen Stern handelt und nicht um zwei, die sehr nahe beieinander liegen, wird das Forschungsteam das kürzlich gestartete James-Webb-Weltraumteleskop verwenden, um Earndale zu beobachten. Webb kann auch die Temperatur und Masse eines Sterns anzeigen.
Der Co-Autor der Studie, Sune Toft, Hauptautor des Cosmic Dawn Center und Professor am Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen, sagte in einer Erklärung. Webb erlaubt uns sogar, seine chemische Zusammensetzung zu messen. Earendel ist wahrscheinlich das erste bekannte Beispiel der ältesten Generation von Sternen im Universum.“
Astronomen wollen mehr über die Sternentstehung erfahren, weil sie sich früh nach Beginn des Universums gebildet hat, lange bevor das Universum durch den Tod massereicher Sterne mit schweren Elementen gefüllt wurde.
Webb kann enthüllen, ob Earendel größtenteils aus primordialem Wasserstoff und Helium besteht, was es zu einem Stern der Population III macht – Sterne, von denen angenommen wird, dass sie kurz nach dem Urknall existierten.
„Erndel gibt es schon so lange, dass es wahrscheinlich nicht die gleichen Rohstoffe hatte wie die Sterne um uns heute“, sagte Welch. „Earendels Studie wird ein Fenster in eine Ära des Universums sein, an die wir nicht gewöhnt sind, die aber zu allem führte, was wir wissen. Es ist, als würden wir ein wirklich interessantes Buch lesen, aber wir beginnen mit Kapitel zwei, und Jetzt haben wir die Chance zu sehen, wie alles begann.“
Das Webb-Teleskop könnte Astronomen dabei helfen, Sterne zu finden, die weiter entfernt sind, als Hubble erkennen kann.
„Mit Webb könnten wir Sterne weiter draußen sehen als Earendel, was unglaublich aufregend wäre“, sagte Welch. „Wir werden so weit zurückgehen, wie wir können. Ich würde gerne sehen, wie Webb Earndels Distanzrekord bricht.“