Die ersten Sterne unseres Universums können Astronomen auch mit den leistungsfähigsten Teleskopen nicht sichten - denn sie sind längst verglüht. Trotzdem lässt sich herausfinden, wie diese ersten Himmelskörper aufgebaut waren: Denn bei ihrem Tod schleuderten die Sterne die Elemente, die sich in ihrem Inneren gebildet hatten, in den Weltraum hinaus. Ihren Nachfolgern stellten sie damit chemische Elemente zur Verfügung, die schwerer als Helium sind.

Diese Überreste der Pionier-Generation dienten als Baumaterial für Sterne, die sich noch heute beobachten und analysieren lassen. Und damit lassen sich auch Erkenntnisse über die Frühzeit des Universums sammeln. Astronomen um Cristina Chiappini vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) haben genau das getan - und haben dafür acht sehr alte Sterne im Kugelsternhaufen "NGC 6522" untersucht. Das Gebiet liegt in unserer Milchstraße, von der Erde aus gesehen im Sternbild Schütze. Die Daten stammen vom Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO), wie die Experten in der Wissenschaftszeitschrift "Nature"  berichten.

Die acht analysierten Sterne sind aus Elementen aufgebaut, die höchstwahrscheinlich direkt von der ersten Sternengeneration der Milchstraße stammen. Es zeigte sich, dass sie einen ungewöhnlich hohen Anteil der vergleichsweise schweren Elemente Strontium und Yttrium besitzen. Der Kernfusions-Prozess, der diese Elemente erzeugt, muss in der ersten Sternengeneration daher bis zu 10.000 Mal effektiver gewesen sein als in heutigen Sternen, folgern Chiappini und ihre Kollegen.

Massereiche Sterne: Live fast, die young

Sie kommen deshalb zu dem Schluss, dass die ersten Sterne nicht nur sehr massereich waren, sondern sich auch extrem schnell drehten. "Massereiche Sterne (mit mindestens achtfacher Sonnenmasse) leben schnell und sterben früh - nach 30 Millionen Jahren oder noch eher", schreibt Jason Tumlinson von der Universität Nijmegen, Niederlande, in einem begleitenden Artikel in "Nature" . Deshalb sind die ersten Sterne auch nicht mehr auszumachen.

Die schnelle Eigendrehung eines Sterns führt zu einer Vermischung unterschiedlicher Schichten im Inneren. Das fördert einen Prozess, in dem Eisen in schwerere Elemente wie Strontium und Yttrium umgewandelt wird. Chiappini und ihr Team zeigen, dass massereiche Sterne mit einer Rotationsgeschwindigkeit an der Oberfläche von 500 Kilometern pro Sekunde die beobachteten Element-Häufigkeiten erklären können. Zum Vergleich: Unsere Sonne dreht sich mit zwei Kilometern pro Sekunde, heutige massereiche Sterne in der Milchstraße rotieren typischerweise mit Geschwindigkeiten um 100 Kilometer pro Sekunde.