14. April 2026
Kai Imhoff
Das James-Webb-Teleskop hat bei der Galaxie GN-z11 Hinweise auf die ersten Sterne entdeckt.
(Bild: Mia Stendal / Shutterstock.com)
Zwei Forscherteams haben mit dem JWST bei der Galaxie GN-z11 Helium- und Wasserstoffsignale entdeckt, die auf die allererste Sternengeneration hindeuten.
Astronomen haben mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) den bislang überzeugendsten Beleg für die Existenz sogenannter Population-III-Sterne gefunden – jener allerersten Sterne also, die wohl nach dem Urknall im Kosmos entstanden.
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Zwei unabhängige Forscherteams identifizierten bei der Galaxie GN-z11 charakteristische Spektralsignaturen, die sich am plausibelsten durch diese urtümlichen Himmelskörper erklären lassen.
Die Ergebnisse stammen aus zwei Vorveröffentlichungen auf dem Preprint-Server arXiv.
Beide Forscherteams untersuchten ein kompaktes Begleitobjekt der Galaxie GN-z11, das die Forscher „Hebe“ tauften. GN-z11 zählt mit einer Rotverschiebung von z=10,6 zu den frühesten bekannten Galaxien überhaupt.
Das Licht, das das JWST einfing, war bereits unterwegs, als das Universum gerade einmal rund 420 Millionen Jahre alt war – etwa drei Prozent seines heutigen Alters von 13,8 Milliarden Jahren.
Das Team um Roberto Maiolino von der University of Cambridge bestätigte mithilfe hochauflösender NIRSpec-IFU-Spektroskopie (Auflösung R~2700) ein bereits 2024 erstmals schwach registriertes Signal von einfach ionisiertem Helium (HeII λ1640). Die neue Messung erreichte eine Signifikanz von 6 Sigma und zeigte sogar zwei getrennte Komponenten, die um rund 120 Kilometer pro Sekunde voneinander verschoben sind. Gleichzeitig fehlten im Spektrum sämtliche Spuren schwererer Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff oder Sauerstoff.
Reines Helium und Wasserstoff als Fingerabdruck
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Genau dieses Muster – starkes Heliumsignal bei vollständiger Abwesenheit von Metallen – gilt als theoretischer Fingerabdruck von Population-III-Sternen. Anders als alle heute beobachtbaren Sterne bestanden sie aus nahezu reinem Wasserstoff und Helium. Schwerere Elemente existierten schlicht noch nicht.
Theoretische Modelle sagen voraus, dass diese Ursterne extrem massereich und heiß waren, ihren Brennstoff rasch verbrauchten und in gewaltigen Supernovae endeten. Erst deren Explosionen reicherten das interstellare Medium mit schweren Elementen an und schufen so die Voraussetzungen für alle späteren Sternengenerationen.
Ein zweites Team unter Leitung von Elka Rusta vom italienischen Nationalinstitut für Astrophysik (INAF) schloss aus dem Verhältnis der Helium- zur Wasserstoffemission, dass die Population-III-Sterne in Hebe vermutlich zehn- bis hundertmal so massereich waren wie unsere Sonne.
Die geschätzte Gesamtmasse an Population-III-Sternen in dem Objekt liegt demnach zwischen 20.000 und 600.000 Sonnenmassen. Beide Befunde decken sich gut mit bisherigen theoretischen Vorhersagen.
Abgrenzung zu jüngeren Sterntypen
Die Besonderheit der Messungen liegt in den hohen Äquivalentbreiten der Heliumlinie von über 20 Ångström. Sterne der nächsten Generation – sogenannte Population-II-Sterne – erreichen typischerweise Werte unter 20 Ångström und zeigen zudem stets Metalllinien in ihren Spektren.
Dass bei Hebe trotz intensiver Suche keinerlei Hinweise auf Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff oder Neon auftraten, stärkt die Interpretation als Population-III-Objekt erheblich. Die Forscher schätzen, dass mehr als 50 Prozent der Sterne in Hebe tatsächlich zur Population III gehören.
Die Entdeckung ergänzt einen kürzlich gemeldeten Fund in unserer kosmischen Nachbarschaft: Erst Anfang April hatten Astronomen den chemisch ursprünglichsten bislang bekannten Stern im Universum identifiziert. Der Himmelskörper SDSS J0715−7334 weist eine extrem niedrige Metallizität auf und besteht fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium – ein lokaler Hinweis auf die Bedingungen im frühen Universum.
Während dieser Stern ein Überbleibsel späterer, metallarmer Generationen darstellt, würden die nun bei GN-z11 gefundenen Signaturen direkt von der allerersten Sternengeneration stammen.
Weitere Beobachtungen nötig
Trotz der überzeugenden Datenlage betonen beide Forscherteams, dass zusätzliche Beobachtungen mit dem JWST erforderlich sind, um die Ergebnisse abschließend zu bestätigen. Insbesondere tiefere Spektralmessungen könnten helfen, den diffusen Hintergrund besser zu charakterisieren und die Massenverteilung der Population-III-Sterne genauer einzugrenzen. Konkrete Folgeprogramme sind bislang nicht öffentlich angekündigt.
Die insgesamt 38,8 Stunden Belichtungszeit, die das JWST auf das Ziel richtete, zeigen eindrücklich das Potenzial des Infrarotteleskops für die Erforschung des frühesten Universums. Sollten sich die Befunde bestätigen, wäre dies ein entscheidender Schritt zum Verständnis, wie die ersten Strukturen im Kosmos entstanden.