Webb und Hubble enthüllen ein Relikt aus der Entstehungszeit unserer Galaxie

Forscher haben eine neue Klasse von Objekten innerhalb unserer Milchstraße bestätigt: Überbleibsel, die als „Fossilfragmente des Galaxienkerns“ bezeichnet werden. Terzan 5 ist der Prototyp dieser Überreste aus der frühen Entstehungsphase unserer Galaxie. Mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA/ESA/CSA und des Hubble-Weltraumteleskops der NASA/ESA haben Forscher gezeigt, dass Terzan 5 kein Kugelsternhaufen ist, wie er einst klassifiziert wurde. Stattdessen handelt es sich um etwas viel Seltsameres und Selteneres.
Eine Pressemitteilung der Europäischen Weltraumagentur ESA.

Quelle: ESA / Science & Exploration, 17. Juni 2026

Der Sternhaufen enthält vier verschiedene Sterngenerationen, was ihn als Prototyp eines „fossilen Fragments des Galaxienkerns“ bestätigt. Vor Milliarden von Jahren breiteten sich ähnliche ursprüngliche Klumpen aus und verschmolzen zum Galaxienkern der Milchstraße, doch Terzan 5 blieb bis heute intakt.

Die neue Studie, in der aktuelle Beobachtungen des Webb-Teleskops mit Daten kombiniert wurden, die über einen Zeitraum von 12 Jahren vom Hubble-Teleskop erfasst wurden, hat gezeigt, dass Terzan 5 bis zu vier unterschiedliche Phasen der Sternentstehung durchlaufen hat, was bestätigt, dass es sich nicht um einen echten Kugelsternhaufen handelt.

Ein Kugelsternhaufen weist in der Regel nur eine einzige Population alter Sterne auf. Neue Daten bestätigen nicht nur die Existenz zweier unterschiedlicher Sternpopulationen in Terzan 5, sondern liefern auch Hinweise auf zwei jüngere Sternentstehungsphasen. Obwohl sich Terzan 5 im dicht besiedelten Bulge der Milchstraße befindet – dem zentralen, kugelförmigen Bereich älterer Sterne unserer Galaxie –, war er massereich genug, um seine eigenständige Identität zu bewahren, während sich leichtere Systeme vor Milliarden von Jahren ausbreiteten und vermischten, um den Bulge zu bilden. Es ist wie ein Klumpen in einem ansonsten gut vermischten Kuchenteig.

„Die neuen Nahinfrarot-Beobachtungen des Webb-Teleskops, abgeglichen mit den Archivdaten des Hubble-Teleskops, haben uns ein viel klareres Bild von der Geschichte von Terzan 5 vermittelt“, sagte Giorgia Zullo, die die Forschung leitete und Doktorandin an der Universität Bologna in Italien ist.

Diese Ergebnisse wurden am Dienstag auf einer Pressekonferenz im Rahmen der 248. Tagung der American Astronomical Society vorgestellt und in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Vier Sterngenerationen

Terzan 5 wurde 1968 vom Astronomen Azop Terzan entdeckt und ähnelt in vielerlei Hinsicht einem Kugelsternhaufen. Im Jahr 2009 stellte sich jedoch heraus, dass dieses System zwei unterschiedliche Sternpopulationen beherbergt. Im Jahr 2016 lieferte das Hubble-Teleskop eine erste Schätzung ihres Alters und zeigte, dass sich die eine vor etwa 12 Milliarden Jahren (als sich die Milchstraße selbst gerade bildete) und die andere vor etwa 5 Milliarden Jahren, kurz bevor sich die Erde zu bilden begann, gebildet hatte. Dies deutete auf eine komplexere Geschichte hin als bei einem typischen Kugelsternhaufen.

Die Untersuchung von Terzan 5 wird durch seine Lage in einem Bereich unserer Galaxie erschwert, der dicht mit Sternen besetzt und stark durch Staub verdeckt ist. Hier kam das Webb-Teleskop ins Spiel. Seine Infrarotaufnahmen ermöglichten es dem Forschungsteam, durch den Staub hindurchzublicken und weitaus mehr Sterne – darunter auch schwächere – zu katalogisieren als bei früheren Untersuchungen. Durch die Messung der Farben und Helligkeiten der Sterne können Astronomen diese in Populationen unterschiedlichen Alters und unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung einordnen.

Webb konnte diese Schlüsselmerkmale für jeden Stern im Sichtfeld am Himmel messen – sowohl für Sterne innerhalb von Terzan 5 als auch für unabhängige Vordergrundsterne. Um die Sterne von Terzan 5 zu isolieren, stützte sich das Team auf die Leistungsfähigkeit und die lange Betriebsdauer des Hubble-Teleskops. Der zeitliche Abstand von 12 Jahren zwischen den Hubble-Belichtungen ermöglichte es dem Team, sehr kleine Bewegungen einzelner Sterne – sogenannte Eigenbewegungen – zu messen, um festzustellen, welche Sterne zu Terzan 5 gehören und welche Teil des Galaxienkerns der Milchstraße sind.

Durch die Kombination der Daten von Webb und Hubble fanden die Forscher starke Hinweise auf zwei weitere Sternpopulationen, von denen sich die eine vor 3,8 Milliarden Jahren und die andere erst vor 2,5 Milliarden Jahren gebildet hat. Außerdem konnten sie das Alter der bereits bekannten Sternpopulationen mit beispielloser Präzision bestimmen und stellten fest, dass diese sich vor 12,5 Milliarden bzw. 4,7 Milliarden Jahren gebildet haben.

Angesichts der bisher bekannten zwei Sterngenerationen konnten Astronomen die Möglichkeit nicht ausschließen, dass Terzan 5 mit einem anderen Objekt – etwa einem Kugelsternhaufen oder einer riesigen Molekülwolke – in Wechselwirkung trat und dadurch mit neuem Gas und Staub angereichert wurde, was eine zweite Runde der Sternentstehung auslöste. Mit vier Sterngenerationen sind diese Erklärungen nun ausgeschlossen.

Messungen der Sternzusammensetzung der Terzan-5-Populationen, die am W. M. Keck-Observatorium und am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte durchgeführt wurden, deuten ebenfalls auf sehr unterschiedliche Populationen hin. „Neben dem Alter dieser Populationen bewahrt der Sternhaufen ein fossiles Zeugnis der fortschreitenden Anreicherung schwerer Elemente durch Supernovae“, sagte Co-Autor R. Michael Rich, Forschungsastronom an der University of California in Los Angeles.

Terzan 5 brachte mehrere Sterngenerationen hervor, da es in der Lage war, die notwendigen Ausgangsstoffe zu binden. Es gibt Hinweise auf gewaltige Supernova-Explosionen in Terzan 5, bei denen schwerere Elemente entstanden, die von nachfolgenden Sterngenerationen aufgenommen wurden. In Systemen mit geringerer Masse hätte die Wucht der Explosionen selbst die dabei entstandenen Elemente hinausgeschleudert und gleichzeitig übrig gebliebenes Gas und Staub weggefegt. Der Vorläufer von Terzan 5 verfügte über genügend Masse, um diese Auswürfe der Sterne zurückzuhalten, sodass sich über Milliarden von Jahren hinweg neue Sterngenerationen bilden konnten.

„Fossiles Fragment des Galaxienkerns“

Die Ergebnisse zeigen, dass Terzan 5 höchstwahrscheinlich der Überrest eines weitaus massereicheren Sternensystems ist, das sich ursprünglich vor 12,5 Milliarden Jahren gebildet hatte. Terzan 5 ist außergewöhnlich, weil es überlebt hat – und sich nie mit dem Galaxienkern der Milchstraße vereinigt oder vollständig darin „vermischt“ hat. „Aus irgendeinem Grund bildete sich dieser eigentümliche Sternhaufen getrennt vom Bulge und wurde bei dessen Entstehung nicht zerstört“, sagte Francesco R. Ferraro, Professor an der Universität Bologna und Leiter der Webb-Beobachtungen. „Terzan 5 ist das, was wir heute als ‚Fossilfragment des Bulge‘ bezeichnen, da es den ursprünglichen Sternhaufen ähnelt, die zur Entstehung des Bulge beigetragen haben.“

Bislang ist ein weiteres kosmisches Objekt bekannt, das Terzan 5 ähnelt. Liller 1 war das zweite Objekt, das von einem Kugelsternhaufen zu einem Fossilfragment des Galaxienkerns umklassifiziert wurde. Auch es enthält mehrere Sterngenerationen. Möglicherweise gibt es noch weitere Objekte dieser Art. Ferraros Team wird weitere 40 bis 50 Kugelsternhaufen untersuchen, die innerhalb des Bulges umlaufen, um festzustellen, ob ihre Sternpopulationen alle gleich sind, wie bei Kugelsternhaufen, oder ob sie mehrere Generationen umfassen, wie bei fossilen Fragmenten des Bulges.

Mögliche Parallelen bei der Galaxienentstehung in nah und fern

Letztendlich könnte diese Forschung unser Verständnis darüber verbessern, wie sich die zentralen Bulges von Galaxien über Hunderte von Millionen von Jahren hinweg bilden. „Aufgrund von Beobachtungen und detaillierten Simulationen gehen wir davon aus, dass Galaxien im frühen Universum riesige Gasscheiben besaßen, die in Klumpen zerfielen und Sterne bildeten. Diese Klumpen wanderten zum Zentrum der Galaxien und viele verschmolzen zu deren Bulges“, sagte Barbara Lanzoni, Mitautorin und außerordentliche Professorin an der Universität Bologna. So hat Webb beispielsweise mehrere Beispiele für „klumpige“ Galaxien entdeckt, die sich aktiv bildeten, als das Universum erst wenige hundert Millionen Jahre alt war, wie die Klumpen in der Galaxie „Firefly Sparkle“. „Terzan 5 könnte direkte Beweise liefern, die helfen können zu erklären, wie sich Galaxienkerne im gesamten Universum gebildet haben“, sagte Barbara.

Mögliche Parallelen bei der Galaxienentstehung in nah und fern

Letztendlich könnte diese Forschung unser Verständnis darüber verbessern, wie sich die zentralen Bulges von Galaxien über Hunderte von Millionen von Jahren hinweg bilden. „Aufgrund von Beobachtungen und detaillierten Simulationen gehen wir davon aus, dass Galaxien im frühen Universum riesige Gasscheiben besaßen, die in Klumpen zerfielen und Sterne bildeten. Diese Klumpen wanderten zum Zentrum der Galaxien und viele verschmolzen zu deren Bulges“, sagte Barbara Lanzoni, Mitautorin und außerordentliche Professorin an der Universität Bologna. So hat Webb beispielsweise mehrere Beispiele für „klumpige“ Galaxien entdeckt, die sich aktiv bildeten, als das Universum erst wenige hundert Millionen Jahre alt war, wie die Klumpen in der Galaxie „Firefly Sparkle“. „Terzan 5 könnte direkte Beweise liefern, die helfen können zu erklären, wie sich Galaxienkerne im gesamten Universum gebildet haben“, sagte Barbara.

Weitere Informationen
Webb ist das größte und leistungsstärkste Teleskop, das jemals ins All gebracht wurde. Im Rahmen einer internationalen Kooperationsvereinbarung stellte die ESA den Startdienst für das Teleskop unter Einsatz der Trägerrakete Ariane 5 bereit. In Zusammenarbeit mit ihren Partnern war die ESA für die Entwicklung und Qualifizierung der Anpassungen der Ariane 5 für die Webb-Mission sowie für die Beschaffung des Startdienstes durch Arianespace verantwortlich. Die ESA stellte außerdem den Hauptspektrografen NIRSpec sowie 50 % des Mittelinfrarot-Instruments MIRI bereit, das von einem Konsortium staatlich finanzierter europäischer Institute (dem MIRI European Consortium) in Zusammenarbeit mit dem JPL und der University of Arizona entwickelt und gebaut wurde.

Webb ist eine internationale Partnerschaft zwischen der NASA, der ESA und der Canadian Space Agency (CSA).

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Die Milchstraße