Astronomen haben geschätzt, dass VVV CL001, ein lichtschwacher Kugelsternhaufen nahe dem Zentrum der Milchstraße, ungefähr 13,4 Milliarden Jahre alt ist. Sollte sich das Ergebnis bestätigen, wäre er einer der ältesten bekannten Sternhaufen der Galaxis und möglicherweise der älteste in ihrer zentralen Ausbuchtung.

Der Sternhaufen war schwer zu untersuchen, weil er hinter dichten Wolken interstellaren Staubs liegt. Seine geringe Größe und Helligkeit schränkten frühere Beobachtungen ebenfalls ein; außerdem haben Astronomen in dem Sternhaufen keine RR-Lyrae-Sterne nachgewiesen, die üblicherweise zur Bestimmung von Entfernungen verwendet werden.

VVV CL001 wurde 2010 im Rahmen der Durchmusterung VISTA Variables in the Vía Láctea entdeckt und 2019 als Sternhaufen bestätigt. Seine scheinbare Nähe zum galaktischen Zentrum sowie eine Bewegung, die sich von der naher Sterne unterscheidet, warfen Fragen zu seinem Ursprung und dazu auf, ob er tatsächlich zu dieser Region gehört. Zur Bestimmung seiner Umlaufbahn war eine präzisere Messung seiner Entfernung erforderlich.

In der neuen Studie unter Leitung von J. Olivares Carvajal vom INAF-Observatorium Capodimonte analysierten die Forschenden tiefe Beobachtungen im nahen Infrarot, die mit der FourStar-Kamera am 6,5-Meter-Magellan-Baade-Teleskop gewonnen wurden. Außerdem nutzten sie Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops, um das Alter des Sternhaufens zu untersuchen.

Durch die Verfolgung von Sternbewegungen und den Einsatz eines Algorithmus für maschinelles Lernen identifizierte das Team etwa 155 wahrscheinliche Mitglieder des Sternhaufens. Die Stichprobe umfasste Sterne in den Entwicklungsstadien des horizontalen Asts und des Hauptreihenabzweigs, die in früheren Studien nicht eindeutig beobachtet worden waren. Der Hauptreihenabzweig ist besonders nützlich zur Altersbestimmung, während Sterne des horizontalen Asts als Helligkeitsreferenzen bei der Bestimmung der Entfernung dienen können.

Der Vergleich mit theoretischen Modellen ordnete VVV CL001 in einer Entfernung von ungefähr 7,34 Kiloparsec oder etwa 24.000 Lichtjahren von der Erde ein. Damit befindet sich der Sternhaufen innerhalb der zentralen Ausbuchtung der Milchstraße; laut Bericht weist diese Bestimmung den kleinsten Fehler unter den veröffentlichten Schätzungen für das Objekt auf.

Mithilfe von Hubble-Beobachtungen und den Abzweigsternen des Sternhaufens ermittelten die Forschenden ein Alter von etwa 13,4 Milliarden Jahren, mit einer Unsicherheit von 0,4 Milliarden Jahren. Das Ergebnis deutet darauf hin, dass VVV CL001 der älteste Kugelsternhaufen in der Ausbuchtung und möglicherweise in der Milchstraße sein könnte.

Die Schätzung liegt weiterhin unter dem ungefähren Alter des Universums von 13,8 Milliarden Jahren, doch ihre Nähe zu dieser Grenze macht eine weitere Überprüfung wichtig. Die Forschenden planen hochauflösende spektroskopische Beobachtungen, um das Ergebnis anhand der chemischen Zusammensetzung des Sternhaufens zu testen. Die Studie wurde am 20. Oktober auf arXiv veröffentlicht und zur Publikation in Astronomy & Astrophysics angenommen.

Quellen: Phys.org.