Frühe Sternentstehung in der Milchstraße: Neue Erkenntnisse über die dünne Scheibe

POTSDAM / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Entstehungsgeschichte unserer Milchstraße wird durch neue Erkenntnisse über die dünne Scheibe revolutioniert. Ein internationales Forscherteam hat mithilfe der Gaia-Mission der ESA überraschend alte Sterne in der dünnen Scheibe entdeckt, die auf eine frühere Entstehung dieser Struktur hinweisen.

Die Milchstraße, unsere Heimatgalaxie, ist ein komplexes Gebilde aus verschiedenen Strukturen, darunter der Halo, der Bulge, ein Balken sowie die dicke und die dünne Scheibe. Besonders die dünne Scheibe ist von Interesse, da sie die meisten Sterne beherbergt, die um das galaktische Zentrum rotieren. Diese Sterne, zu denen auch unsere Sonne gehört, sind meist mittleren Alters und entstanden vor etwa acht bis zehn Milliarden Jahren. Doch neue Forschungen legen nahe, dass die Entstehung der dünnen Scheibe viel früher begann.

Ein internationales Team von Astronomen, angeführt vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, hat mithilfe der Gaia-Mission der ESA Sterne in der Umgebung der Sonne untersucht. Dabei entdeckten sie eine unerwartet hohe Anzahl sehr alter Sterne, die in Bahnen der dünnen Scheibe verlaufen. Diese Sterne sind älter als zehn Milliarden Jahre, einige sogar älter als 13 Milliarden Jahre. Diese Entdeckung wirft ein neues Licht auf die frühe Entwicklung der Milchstraße.

Die alten Sterne zeigen eine breite Palette an Metallzusammensetzungen. Während einige sehr metallarm sind, weisen andere einen höheren Metallgehalt als unsere Sonne auf. Dies deutet darauf hin, dass es in der frühen Phase der Milchstraßenentwicklung eine rasche Metallanreicherung gab. Diese Erkenntnisse legen nahe, dass die dünne Scheibe der Milchstraße bereits vier bis fünf Milliarden Jahre früher entstand als bisher angenommen.

Die Untersuchung dieser alten Sterne ist ein wichtiger Schritt in der galaktischen Archäologie, die sich mit der Entstehung und Entwicklung von Galaxien beschäftigt. Die Forscher nutzten eine neuartige Methode des maschinellen Lernens, um die Sternparameter von über 800.000 Sternen zu analysieren. Diese Methode kombiniert Informationen aus verschiedenen Datentypen, um präzise Messungen von Schwerkraft, Temperatur, Metallgehalt und Alter der Sterne zu erhalten.

Die Ergebnisse der Studie stehen im Einklang mit Beobachtungen von Galaxien mit hoher Rotverschiebung, die vom James Webb Space Telescope und dem Atacama-Large-Millimeter-Array-Radioteleskop gemacht wurden. Diese Galaxien zeigen ebenfalls frühe Anzeichen von kalten Scheiben, was neue Erkenntnisse über die Entwicklung von Galaxien liefert. Die Entdeckung, dass sich die dünne Scheibe der Milchstraße viel früher gebildet haben könnte, als bisher angenommen, hat weitreichende Implikationen für unser Verständnis der galaktischen Evolution.

In Zukunft wird das Team ähnliche maschinelle Lernverfahren anwenden, um Millionen von Spektren zu analysieren, die im Rahmen der 4MIDABLE-LR-Durchmusterung gesammelt werden. Diese Durchmusterung wird mit dem 4-Meter-Multi-Object Spectroscopic Telescope (4MOST) durchgeführt, das 2025 am VISTA-Teleskop der ESO in Betrieb genommen wird. Diese fortschrittlichen Technologien werden es ermöglichen, noch detailliertere Karten der Milchstraße zu erstellen und unser Verständnis ihrer Entstehungsgeschichte weiter zu vertiefen.