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Gleich nach dem Urknall geboren Astronomen finden Spuren der ersten Sterne

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Astronomen haben eine urtümliche Gaswolke in der Nähe eines der entferntesten bekannten Quasare gefunden. Wir sehen diese Wolke so, wie sie 850 Millionen Jahre nach dem Urknall aussah, also zu einem Zeitpunkt, als das Universum nur 1/14 so alt war wie heute.

(Foto: MPIA/dpa)

Ein zufälliger Fund bringt Forscher auf die Spur der ersten Sterne im Universum. Sie müssen schon wesentlich früher entstanden sein als bisher vermutet - direkt nach dem Urknall. Die Astronomen hoffen nun, dass die Entdeckung hilft, zu verstehen, wie die ersten Sterne geboren wurden.

In einer urtümlichen Gaswolke aus der Kinderstube des Universums sind Astronomen auf Spuren der ersten Sterne im Kosmos gestoßen. Die Beobachtung zeigt, dass die ersten Sterne nahezu direkt nach dem Urknall entstanden sein müssen. Das Team um Eduardo Bañados vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg berichtet im Fachblatt "The Astrophysical Journal" über seine Zufallsentdeckung.

Die Wissenschaftler hatten sogenannte Quasare untersucht. Das sind die aktiven Kerne extrem weit entfernter Galaxien. In diesen aktiven Kernen verleibt sich jeweils ein gigantisches Schwarzes Loch große Mengen Materie ein. Auf dem Weg ins Schwarze Loch wird diese Materie Hunderttausende Grad Celsius heiß und strahlt dadurch fast durchs ganze Universum.

Licht 13 Milliarden Jahre zu uns unterwegs

Bei einem der untersuchten Quasare stellten die Forscher fest, dass er zufällig eine große Gaswolke durchleuchtet, die vor ihm liegt und wie der Vorläufer einer Zwerggalaxie aussieht. Diese Gaswolke ist so weit entfernt, dass das Licht von ihr 13 Milliarden Jahre zu uns unterwegs war. Wir sehen die Gaswolke also in ihrem Zustand vor knapp 13 Milliarden Jahren, als das Universum erst etwa sechs Prozent seines heutigen Alters von 13,8 Milliarden Jahren hatte.

"Nachdem wir überzeugt waren, dass wir nur 850 Millionen Jahre nach dem Urknall auf urtümliches Gas gestoßen waren, haben wir uns gefragt, ob dieses System vielleicht sogar die chemischen Fingerabdrücke der allerersten Generation von Sternen enthält", erläuterte Ko-Autor Michael Rauch von der Carnegie Institution in Washington in einer Mitteilung des Max-Planck-Instituts. Das Gas in der Wolke schluckt das Quasarlicht bei bestimmten Wellenlängen, die für jedes chemische Element charakteristisch sind. Spaltet man das gemessene Quasarlicht in seine Regenbogenfarben auf, zeigt sich dadurch ein Muster von dunkleren Linien, aus dem sich die chemische Zusammensetzung der Gaswolke ablesen lässt.

Schwere Elemente "in Sternen gebacken"

Tatsächlich enthält die urtümliche Gaswolke bereits schwerere Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Eisen und Magnesium. Sie müssen in Sternen gebacken worden sein, denn direkt nach dem Urknall gab es im Kosmos zunächst fast ausschließlich die beiden leichtesten chemischen Elemente Wasserstoff und Helium. Alle anderen Eelemente sind erst durch die Kernfusion in Sternen und während der Explosion ausgebrannter Sterne entstanden und verteilt worden. In der Gaswolke müssen also 850 Millionen Jahre nach dem Urknall nicht nur bereits Sterne geleuchtet haben, es müssen auch bereits welche erloschen und explodiert sein.

Zwar besitzt die Wolke insgesamt nur eine kleine Menge schwerer Elemente. Deren Mengenverhältnisse stimmen allerdings überraschend gut mit denen überein, die heute in intergalaktischen Gaswolken herrschen. Daraus schließen die Astronomen, dass die Spuren der ersten Sterne in der urtümlichen Gaswolke von mindestens einer weiteren Generation von Sternen überlagert worden sein müssen. Das ist nur möglich, wenn direkt nach dem Urknall bereits die ersten Sterne entstanden sind.

Nach ihrem Zufallsfund wollen die Forscher nun systematisch nach solchen urtümlichen Gaswolken fahnden. "Ich bin optimistisch, dass wir noch weiter entfernte Gaswolken finden werden, die uns helfen können zu verstehen, wie die ersten Sterne geboren wurden", sagt Bañados.

Quelle: ntv.de, Till Mundzeck, dpa