Ein Sternhaufen nahe dem Zentrum der Milchstraße ist 13,4 Milliarden Jahre alt

Ein schwaches Sternenknäuel, verborgen hinter dichtem Staub nahe dem Zentrum der Milchstraße, entstand, als das Universum erst wenige hundert Millionen Jahre alt war. Einem Team von Astronomen, das hauptsächlich in Chile arbeitet, ist es erstmals gelungen, das Alter dieses Kugelsternhaufens mit Sternen zu messen, die tatsächlich als Uhr dienen können. Das Ergebnis reiht ihn unter die ältesten Objekte unserer Galaxie ein.

Das hat weitreichende Bedeutung. Nichts kann älter sein als das Universum, daher legen die ältesten datierbaren Sterne eine Untergrenze für sein Alter fest – und dieser Haufen drängt nun hart an diese Grenze.

Der Haufen mit der Katalognummer VVV CL001 ist der neuen Schätzung zufolge 13,4 Milliarden Jahre alt, plus/minus 0,4 Milliarden Jahre. Das Universum ist etwa 13,8 Milliarden Jahre alt, was bedeutet, dass die Sterne des Haufens ungefähr 400 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden. Frühere Studien hatten VVV CL001 auf rund 12 Milliarden Jahre datiert, aber keine von ihnen konnte tief genug in den Haufen blicken, um sein Alter direkt abzulesen.

Die Arbeit wurde von Julio Olivares Carvajal vom italienischen INAF-Observatorium Capodimonte in Neapel und der Päpstlichen Katholischen Universität Chiles geleitet und von der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics zur Veröffentlichung angenommen.

Wie man einen Sternhaufen datiert, den man kaum sehen kann

VVV CL001 befindet sich im Sternbild Schütze, in der dicht gedrängten Bulge um das galaktische Zentrum. Zwischen uns und dem Haufen liegt so viel interstellare Staub, dass sein sichtbares Licht um einen Faktor von etwa 5.000 abgeschwächt wird. Astronomen entdeckten ihn nur in Infrarotaufnahmen des VISTA-Teleskops der ESO – eine kleine, lichtschwache Gruppe, verloren zwischen Millionen von Vordergrundsternen.

Das erste Problem bestand darin, zu entscheiden, welche Sterne dazugehören. Das Team verglich Infrarotaufnahmen der FourStar-Kamera am 6,5-Meter-Magellan-Baade-Teleskop am Las-Campanas-Observatorium in Chile sowie neuere Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops, die einen Zeitraum von fast 13 Jahren abdecken. Die Sterne des Haufens driften gemeinsam über den Himmel, während Feldsterne in andere Richtungen wandern. Durch die statistische Auswertung dieser Bewegungen konnten 155 Mitgliedssterne identifiziert werden – weit mehr als in jeder früheren Studie.

Das zweite Problem war die Entfernung. Das Team fand zwei Sterne im Horizontalast des Haufens – einem Stadium, in dem alte Sterne Helium mit einer vorhersagbaren Helligkeit verbrennen – und nutzte sie zusammen mit Daten der Dark Energy Camera am 4-Meter-Blanco-Teleskop in Chile. Das Ergebnis liegt bei etwa 24.000 Lichtjahren, mit einer Unsicherheit von ungefähr 1.500 Lichtjahren – die präziseste Entfernungsmessung, die jemals für diesen Haufen durchgeführt wurde.

Erst dann konnte die Uhr abgelesen werden. Jeder Stern in einem Kugelsternhaufen entstand ungefähr zur gleichen Zeit, und die massereicheren verbrauchen den Wasserstoff in ihren Kernen zuerst. Der Punkt, an dem die Sterne gerade die Hauptreihe verlassen – der sogenannte Turnoff – verschiebt sich mit zunehmendem Alter des Haufens zu lichtschwächeren und röteren Sternen. Tiefe Hubble-Infrarotaufnahmen erreichten diesen Turnoff zum ersten Mal. Zwei unabhängige Sternmodelle ergaben 13,47 und 13,39 Milliarden Jahre, was das Team als 13,4 Milliarden Jahre zusammenfasst.

Wie alt sind 13,4 Milliarden Jahre?

Die Sonne ist etwa 4,6 Milliarden Jahre alt, VVV CL001 ist also fast dreimal so alt. Seine Sterne leuchteten bereits, als die ersten Galaxien noch im Entstehen waren. Das James-Webb-Weltraumteleskop beginnt, kompakte, neugeborene Sternhaufen in fernen, vergrößerten Galaxien zu identifizieren, von denen einige so zu sehen sind, wie sie in der ersten Milliarde Jahre des Universums waren. Das Team argumentiert, dass VVV CL001 einer der Überlebenden dieser ersten Generation ist, der noch heute seine Bahnen zieht.

Die Milchstraße hat etwa 170 bekannte Kugelsternhaufen, und die ältesten befinden sich in der Bulge. NGC 6558 wurde auf 13,2 Milliarden Jahre datiert, NGC 6256 auf 13 Milliarden und HP1 auf 12,9 Milliarden Jahre. Ein anderes Team schätzte in diesem Jahr das Alter des Bulge-Haufens Ton 2 auf 13,6 Milliarden Jahre. Allein vom Alter her bewegt sich VVV CL001 also in derselben engen Gruppe, ohne ihr klar voraus zu sein.

Was ihn auszeichnet, ist seine Chemie. Im Verhältnis zu Wasserstoff enthalten die Sterne von VVV CL001 nur etwa 0,6 % des Eisenanteils der Sonne, was ihn zum metallärmsten bekannten Kugelsternhaufen in der Bulge macht. Schwere Elemente reichern sich mit jeder Sterngeneration an, daher entstand ein so metallarmer Haufen höchstwahrscheinlich aus nahezu ursprünglichem Gas. Deshalb bezeichnen ihn die Autoren als starken Kandidaten für den ältesten Haufen der Galaxie und nicht nur als einen der ältesten.

Ein Ureinwohner des galaktischen Kerns mit Mitspracherecht beim Alter des Universums

Der Rest der Geschichte wird durch die Umlaufbahn erzählt. Die neue Entfernung verortet VVV CL001 auf einer gestreckten Umlaufbahn, die nie weiter als etwa 7.300 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt ist und bis auf etwa 2.100 Lichtjahre an es heranreicht. Diese Bahn kennzeichnet ihn als Ureinwohner des Milchstraßenkerns, geboren in der Proto-Galaxie selbst, und nicht als einen Haufen, der später von einer vorbeiziehenden Zwerggalaxie gestohlen wurde. Dass er so lange so nah am Zentrum überlebt hat, wo die Schwerkraft die meisten Haufen auseinanderreißt, deutet nach Schätzung der Autoren darauf hin, dass er ursprünglich etwa eine Million Sonnenmassen hatte.

Die kosmische Tragweite ergibt sich aus einer seit langem andauernden Kontroverse. Die Messungen der Expansionsgeschwindigkeit des Universums gehen auseinander, und der schnellere Wert würde, wenn er korrekt ist, ein etwas jüngeres Universum implizieren. Sehr alte Sterne begrenzen, wie jung es sein kann. In ihren Schlussfolgerungen schreiben die Autoren, dass, falls VVV CL001 als ein einheimischer Haufen dieses Alters bestätigt wird, das Alter der Galaxie und vielleicht des Universums überdacht werden müsste.

Was es nicht klärt

Die angegebene Unsicherheit von 0,4 Milliarden Jahren ist nur ein Teil des Fehlers. Das Team fügt eine systematische Unsicherheit von rund 1 Milliarde Jahren hinzu, die auf die Entfernung zurückgeht – immer noch das schwächste Glied. Verwendet man die etwas geringere Entfernung aus einer früheren Studie, ergibt dieselbe Methode 13,7 Milliarden Jahre, praktisch das Alter des Universums. Die Autoren weisen darauf hin, dass dies ein zweischneidiges Schwert ist: Der Haufen kann weiter entfernt und jünger sein, aber nicht viel näher, sonst wären seine Sterne älter als der Kosmos.

Nicht einmal Hubble hat den vollständigen Turnoff erfasst, den empfindlichsten Teil der Altersmessung. Es konnten nur zwei Horizontalast-Sterne bestätigt werden, keiner der pulsierenden RR-Lyrae-Sterne, die oft als Entfernungsmaßstab dienen, gehört zu dem Haufen, und der Staub davor ist ungleichmäßig verteilt. Jedes Alter hängt zudem von Sternmodellen ab, die hier zwar übereinstimmen, aber viele gemeinsame Annahmen teilen.

Es gibt auch die Diskrepanz zu früheren Arbeiten. Frühere Schätzungen von nahe 12 Milliarden Jahren stammten aus flacheren Aufnahmen, die nie den Turnoff erreichten, daher hält das Team seine eigene Zahl für zuverlässiger, aber keine unabhängige Gruppe hat die Messung wiederholt. Die Herkunft des Haufens als Ureinwohner beruht vorerst auf seiner Umlaufbahn; eine detaillierte chemische Analyse könnte immer noch auf eine frühe Verschmelzung hindeuten.

Häufige Fragen zu den ältesten Kugelsternhaufen der Milchstraße

Was ist ein Kugelsternhaufen?

Ein Kugelsternhaufen ist ein dichter Ball aus zehntausend bis Millionen von Sternen, die durch ihre eigene Schwerkraft zusammengehalten werden. Seine Sterne sind gemeinsam aus einer Gaswolke entstanden und teilen daher ein Alter und eine chemische Zusammensetzung.

Was ist der älteste Kugelsternhaufen der Milchstraße?

Es gibt keinen eindeutigen Sieger. Mehrere Haufen in der galaktischen Bulge wurden auf ein Alter zwischen etwa 13 und 13,6 Milliarden Jahren datiert, und die Fehlerbalken überlappen sich. VVV CL001 ist mit 13,4 Milliarden Jahren und dem niedrigsten Eisengehalt aller Bulge-Haufen nun einer der stärksten Kandidaten.

Wie wissen Astronomen, wie alt ein Kugelsternhaufen ist?

Sie finden den Turnoff, den Punkt, an dem die Sterne des Haufens gerade den Wasserstoff in ihren Kernen verbrauchen. Massereichere Sterne verglühen zuerst, daher verschiebt sich der Turnoff mit zunehmendem Alter des Haufens zu lichtschwächeren, röteren Sternen. Der Vergleich seiner Position mit Sternmodellen ergibt ein Alter, vorausgesetzt die Entfernung und die Verdunkelung durch Staub sind bekannt.

Kann ein Stern älter sein als das Universum?

Nein. Wenn eine Altersschätzung über die 13,8 Milliarden Jahre des Universums hinausgeht, sind die Fehlerbalken oder die Entfernung die Erklärung. Für VVV CL001 dient diese Grenze als Kontrolle: Sie schließt aus, dass der Haufen viel näher ist, als es die neue Messung besagt.

Spektren werden entscheiden, wo VVV CL001 geboren wurde

VVV CL001 wurde 2011 im Rahmen der VVV-Durchmusterung des inneren Milchstraße mit VISTA entdeckt. Das Papier wurde im September 2026 eingereicht, am 20. Oktober angenommen und noch am selben Tag auf dem arXiv-Server veröffentlicht. Das Team gibt an, dass bald tiefere optische Beobachtungen des Haufens verfügbar sein werden, um weitere seiner Horizontalast-Sterne zu finden, und es bereitet hochauflösende Spektroskopie vor, um mehrere chemische Elemente einzeln zu messen. Diese Häufigkeiten sollten zeigen, ob VVV CL001 im Kern der Milchstraße geboren wurde, wie seine Umlaufbahn vermuten lässt, oder ob er durch eine Verschmelzung in den ersten Milliarden Jahren der Galaxie zu ihr stieß.

Referenz: Olivares Carvajal et al., „VVV CL001: A strong candidate for the most ancient star cluster in the Galaxy,“ Astronomy & Astrophysics (accepted), 2026. arXiv: 2610.27969

Schlagwörter: Astronomie, Hubble, Milchstraße, Alter des Universums, Kugelsternhaufen, VISTA