Astronomische Sensation: PicII-503 – Ein kosmisches Fossil enthüllt das Ende der ersten Sterne

Astronomen haben die Erforschung eines außergewöhnlich seltenen Objekts vertieft: PicII-503, ein Stern der zweiten Generation. Dieses „kosmische Fossil“ liefert entscheidende Erkenntnisse über das Schicksal der allerersten Sterne im Universum, der sogenannten Population III. Im Zentrum der Untersuchung steht die detaillierte spektroskopische Analyse dieses Sterns, der sich in der extrem lichtschwachen Zwerggalaxie Pictor II befindet. Diese Galaxie liegt etwa 149.000 bis 150.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Maler (Pictor).

Die Identifizierung von PicII-503 gelang durch die Auswertung von Daten des MAGIC-Surveys (Mapping the Ancient Galaxy in CaHK). Dieses Projekt zur Kartierung antiker Galaxien nutzte die Dark Energy Camera (DECam), die am 4-Meter-Victor-M.-Blanco-Teleskop des Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in Chile installiert ist. Die DECam, ein Teil des NSF NOIRLab-Programms, verfügt über eine Auflösung von 570 Megapixeln und kann ein Sichtfeld von drei Quadratgrad mit höchster Präzision erfassen.

PicII-503 ist das erste bestätigte Exemplar eines Sterns der Population II in einer lichtschwachen Zwerggalaxie, das die chemischen Spuren der ersten Sterngeneration in sich trägt. Während die ersten Sterne fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium bestanden, bildeten sich Sterne wie PicII-503 aus den Überresten ihrer Explosionen. Der Stern weist einen extrem geringen Metallgehalt auf; sein Eisenanteil beträgt lediglich etwa 1/40.000 des solaren Wertes. Damit gilt er als der eisenärmste Stern, der jemals außerhalb der Milchstraße nachgewiesen wurde. Besonders auffällig ist zudem der Kalziumgehalt von nur 1/160.000 der Sonne, was in starkem Kontrast zu einer massiven Kohlenstoffkonzentration steht. Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Eisen übersteigt das der Sonne um mehr als das 1.500-fache.

Geleitet wurde die Studie von Dr. Anirudh Chiti, einem Brinson-Stipendiaten der Stanford University, der sich auf galaktische Archäologie spezialisiert hat. Gemeinsam mit seinem Team kombinierte Chiti die MAGIC-Daten mit Beobachtungen des Very Large Telescope (VLT) und der Magellan-Teleskope, um die geringen Mengen an Eisen und Kalzium in PicII-503 präzise zu bestimmen. Der Fund dieses Relikts in einer ultra-lichtschwachen Zwerggalaxie stützt die Hypothese, dass solche kleinen Strukturen als fundamentale Archive für die Überreste der frühesten Sterne dienen können.

Die Ergebnisse untermauern die Theorie, dass die ersten Sterne als Supernovae mit relativ geringer Energie explodierten. In einem solchen Szenario sinken schwerere Elemente wie Eisen zurück in das kollabierende Objekt, während leichtere Elemente wie Kohlenstoff in den Weltraum geschleudert werden. Dies erklärt, warum die nachfolgende Generation (Population II) zwar reich an Kohlenstoff, aber extrem arm an Eisen ist. Diese chemische Signatur ähnelt den kohlenstoffangereicherten, metallarmen Sternen (CEMP) im Halo der Milchstraße. Da PicII-503 in seiner ursprünglichen Galaxie verblieben ist, können Astronomen nun Theorien über den Ursprung dieser CEMP-Sterne direkt überprüfen. Die detaillierten Ergebnisse wurden am 16. März 2026 in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht. Die Untersuchung von PicII-503 fungiert somit als Zeitkapsel, die chemische Spuren aus der Kindheit des Universums bewahrt und für die Rekonstruktion der frühen chemischen Evolution unerlässlich ist.