Ein Sternenhaufen in der Milchstraße scheint so alt wie das Universum zu sein.

Eines der ältesten bekannten Objekte im Universum wandert durch die Milchstraße.

Sternhaufen M92, ein dicht gepackter Ball von Sternen etwa 27.000 Lichtjahre von der Erde entfernt, ist etwa 13,8 Milliarden Jahre alt, berichten Forscher in einem am 3. Juni bei arXiv.org eingereichten Papier. Die neu verfeinerte Altersschätzung macht diesen Sternenhaufen fast so alt wie das Universum.

Die Verfeinerung der Altersschätzungen für Cluster wie M92 kann dazu beitragen, die Grenzen des Alters des Universums selbst zu setzen. Es kann auch helfen, kosmische Rätsel darüber zu lösen, wie das Universum entstanden ist.

Das Alter liegt "an der Grenze des Alters des Universums, wie es von anderen Gruppen geschätzt wird", sagt der Astronom Martin Ying vom Dartmouth College. "Es hilft uns, die untere Grenze des Alters des Universums festzulegen. Wir erwarten nicht, dass M92 vor dem Universum geboren wurde, oder?"

Globulare Cluster wie M92 sind dicht gepackte Knoten von Sternen, die alle zur gleichen Zeit entstanden sein sollen. Das macht es für Astronomen einfacher, das Alter der Sterne zu messen (SN: 7/23/21). Sterne, die mit unterschiedlichen Massen geboren werden, haben unterschiedliche Schicksale: Die großen verbrauchen schnell ihren Brennstoff und sterben jung, während die kleinen lange leben. Herauszufinden, wie viele Sterne des Clusters aus den Hauptphasen ihrer Brennstoffverbrennungsjahre herausgealtert sind, gibt eine Vorstellung davon, wann der gesamte Cluster geboren wurde.

Aber diese Schätzungen beruhen auf Annahmen darüber, wie die stellare Evolution funktioniert. Ying und seine Kollegen wollten eine Altersbestimmung finden, die diese Annahmen umgehen würde.

Mit einem Computer erstellte das Team 20.000 synthetische Sterbepopulationen für M92, jede für ein anderes mögliches Cluster-Alter. Sie verglichen dann die Farben und Helligkeiten jeder dieser Populationen mit Hubble Space Telescope-Beobachtungen von M92 und berechneten das Alter, das am besten zur Sammlung passte.

Das ist nicht das erste Mal, dass Astronomen das Alter von M92 gemessen haben, aber frühere Schätzungen stützten sich nur auf eine synthetische Sammlung von Sternen. Der Vergleich Tausender von ihnen reduzierte die durch jede einzelne eingeführte Unsicherheit der Annahmen. Die neue Technik reduzierte die Unsicherheit des Clusteralters um etwa 50 Prozent, sagt Ying. Das Team fand heraus, dass der Cluster 13,8 Milliarden Jahre alt ist, plus oder minus 750 Millionen Jahren. Das ist bemerkenswert nahe an der besten Schätzung für das Alter des Universums: ein bisschen mehr als 13,8 Milliarden Jahre, plus oder minus 24 Millionen Jahre, gemäß der Messung des Planck-Satelliten des ersten Lichts, das nach dem Urknall ausgestrahlt wurde (SN: 12/20/13).

Das Alter von Clustern wie M92 ist teilweise wichtig wegen einer zunehmenden Spannung über die Geschwindigkeit, mit der das Universum wächst. Astronomen wissen seit den 1990er Jahren, dass das Universum aufgrund einer mysteriösen Substanz namens dunkle Energie (SN: 8/25/22) mit einer immer schnelleren Rate expandiert. Aber neuere Messungen des Tempos dieser Expansion, einer Zahl, die als Hubble-Konstante bezeichnet wird, widersprechen einander (SN: 7/30/19).

Eine Möglichkeit, diese Spannung zu umgehen, besteht darin, ein unterschiedliches Alter für das Universum zu akzeptieren, sagt der Kosmologe und Mitautor Mike Boylan-Kolchin von der University of Texas in Austin.

"Wir denken oft daran, dass Moses vom Berg Sinai mit '13,8 Milliarden Jahren' auf einigen Tafeln heruntergekommen ist oder so etwas, aber es ist nicht ganz so", sagt er. "Wenn man die Hubble-Spannung ernst nimmt, muss man auch sagen, dass wir das Alter des Universums nicht so gut kennen."

Dafür kommt M92 ins Spiel. Bevor Raumfahrzeuge das früheste Licht des Kosmos maßen, waren die Altersangaben von globularen Sternhaufen der beste Weg, um Grenzen für das Alter des Universums zu setzen. Diese Praxis war eine Weile aus der Mode, sagt die Kosmologin Wendy Freedman von der University of Chicago, die nicht an der neuen Arbeit beteiligt war.

Aber Fortschritte in der Rechenleistung, der Theorie und der Messung der Entfernungen zu Clustern wie M92 machen es wieder wert, es zu versuchen.

"Die Hubble-Spannung selbst ist eine wirklich schwierige Aufgabe, die gelöst werden muss", sagt Freedman. Diese Messung allein ist nicht genau genug, um die Debatte zu Beilegen. Aber "je mehr Arten von Einschränkungen wir haben, desto besser", sagt sie. "Es zeigt einen Weg für die Zukunft."