Astronomie: Wer zählt die Sterne?

Die Zahl der Sterne im Kosmos muss kräftig nach oben korrigiert werden. Das behaupten zumindest die amerikanischen Astronomen Pieter van Dokkum und Charlie Conroy. Die beiden Forscher haben die Strahlung von acht großen elliptischen Galaxien untersucht und kommen zu dem Schluss, dass diese Sternsysteme zehn- bis zwanzigmal mehr rote Zwergsterne enthalten als Spiralgalaxien wie unsere Milchstraße. Hochgerechnet auf den gesamten Kosmos ergibt sich daraus eine dreimal höhere Sternenzahl als bislang angenommen, berichten sie im Fachmagazin „Nature“.

Weißt du, wie viel Sternlein stehen? Diese Frage ist auch für Astronomen trotz moderner Großteleskope nicht einfach zu beantworten. Etwa 5000 Sterne lassen sich unter idealen Bedingungen mit bloßen Augen am Himmel erkennen. Je größer die Licht sammelnde Öffnung eines Teleskops ist, desto mehr Sterne macht es sichtbar. Die Milchstraße enthält nach heutigen Erkenntnissen etwa 200 Milliarden Sterne, vielleicht aber auch 400 Milliarden.

Es sind die kleinen, unscheinbaren roten Zwergsterne, die den Himmelsforschern das Leben schwer machen. Sie besitzen weniger als die Hälfte der Masse unserer Sonne und leuchten so schwach, dass die Astronomen sie nur in unserer unmittelbaren Umgebung – bis zu einer Entfernung von etwa 300 Lichtjahren – aufspüren können. Auf einen sonnenähnlichen Stern kommen in unserer Nachbarschaft hundert rote Zwerge. Doch aus dieser kleinen Region auf die gesamte Milchstraße mit einem Durchmesser von 100.000 Lichtjahren zu extrapolieren, ist ein Wagnis und entsprechend groß sind die Unsicherheiten.

Denn natürlich können die Astronomen nicht wissen, ob etwa im Zentrum der Milchstraße der Anteil an Zwergsternen genauso groß ist wie weiter draußen, dort wo die Sonne mit ihren Planeten ihre Bahn zieht. Noch weniger wissen die Astronomen über die Zustände in anderen Galaxien, denn dort lassen sich selbst mit den größten Teleskopen mit wenigen Ausnahmen keine einzelnen Sterne mehr erkennen.

Doch wie van Dokkum und Conroy berichten, stießen sie in der Strahlung der untersuchten elliptischen Galaxien auf zwei „chemische Fingerabdrücke“ von roten Zwergsternen, nämlich die Absorption von Licht durch Natrium und Eisenhydrid. Die Stärke dieser Absorption deute darauf hin, dass in diesen Galaxien 1000 bis 2000 rote Zwerge auf einen sonnenähnlichen Stern kommen, schreiben die Wissenschaftler.

„Eine Extrapolation von den Zentralregionen dieser acht Galaxien auf das ganze Universum ist natürlich gefährlich“, gesteht van Dokkum. „Aber wenn wir annehmen, dass diese Galaxien typische Vertreter ihrer Art sind, dann verdreifacht sich damit die Zahl der Sterne im Kosmos.“ Und das hätte Konsequenzen für die Theorie der Galaxienentstehung und -entwicklung. Denn es bedeutet, dass im jungen Kosmos sehr viel mehr massearme Sterne entstanden sein müssen, als bislang vermutet. Zudem gebe es in den Galaxien möglicherweise weniger Dunkle Materie als angenommen.

Der Kosmologe Richard Ellis vom California Institute of Technology mahnt allerdings zur Vorsicht: Die Analyse von van Dokkum und Conroy geht davon aus, dass rote Zwerge in elliptischen Galaxien die gleiche chemische Zusammensetzung besitzen wie in Spiralgalaxien. Das müsse aber keineswegs so sein, bemerkt Ellis. In jedem Fall zeige die Untersuchung jedoch, dass es signifikante, bislang unterschätzte Unterschiede zwischen den Sternen in verschiedenen Galaxientypen gäbe – Unterschiede, die künftig in Theorien und Modellen berücksichtigt werden müssen.