Astronomen haben erstmals Sterne der allerersten Generation nach dem Urknall beobachtet. Diese riesigen, glühend heissen frühen Sonnen haben die Atome gebildet, aus denen Menschen und alle anderen Lebewesen bestehen.
Die Existenz von Sternen der ersten Generation haben Wissenschaftler lange kontrovers diskutiert, wie die Europäische Südsternwarte (ESO) am Mittwoch mitteilte. Sie müssten aus der Ur-Materie, die vom Urknall stammte, entstanden sein.
Sie konnten noch keine chemischen Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Eisen enthalten, die für das Leben unentbehrlich sind. Denn diese wurden im Inneren von Sternen gebildet. Die ersten Sterne mussten deshalb aus den einzigen Elementen entstanden sein, die schon zuvor existierten: Wasserstoff, Helium und Spuren von Lithium.
Tausendmal mehr Masse als die Sonne
Diese sogenannten Sterne der Population III wären gewaltig gewesen: mehrere hundert- oder sogar tausendfach massereicher als die Sonne, glühend heiss und kurzlebig. Als Supernovae wären sie nach gerade einmal zwei Millionen Jahren explodiert.
Aber bis heute fand man keinen Beweis für ihre Existenz – bis das Forscherteam, an dem auch Genfer Wissenschaftler beteiligt waren, das Very Large Telescope (VLT) an der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile auf Objekte richtete, die die Zeit von schätzungsweise 800 Millionen Jahren nach dem Urknall abbilden. Die Wissenschaftler entdeckten und bestätigten eine grosse Zahl überraschend heller sehr junger Galaxien.
Eine von ihnen, CR7 genannt, entpuppte sich als ein aussergewöhnlich seltenes Objekt. Es sei nicht nur mit Abstand die hellste Galaxie, die je in dieser Phase des Universums beobachtet wurde, berichten die Forscher im «Astrophysical Journal». Sie zeigte auch keinerlei Anzeichen für schwere Elemente in einem hellen Teil der Galaxie.
«Aufregender geht es nicht»
«Diese Entdeckung übertraf unsere anfänglichen Erwartungen», liess sich Studienleiter David Sobral von der Universität Lissabon in Portugal und der Sternwarte Leiden in den Niederlanden zitieren. Sie hätten nicht nur die mit Abstand leuchtkräftigste entfernte Galaxie gefunden, sondern diese besitze jedes einzelne Merkmal, das man von Sternen der Population III erwartet hatte.
Dazu gehört eine starke Strahlung von ionisiertem Helium. Diese Eigenschaften hatte Daniel Schärer von der Universität Genf, der ebenfalls an der Entdeckung beteiligt ist, vor 10 Jahren theoretisch beschrieben. «Das sind diejenigen Sterne, die die ersten schweren Atome gebildet haben, aufgrund derer wir überhaupt existieren. Noch aufregender geht es wirklich nicht», sagte Sobral.
Die Beobachtungen deuten darauf hin, dass solche Sterne einfacher zu finden sein sollten, als ursprünglich gedacht: Sie befinden sich inmitten normaler Sterne in helleren Galaxien und nicht nur in den frühesten, kleinsten und dunkelsten Galaxien, die so lichtschwach sind, dass sie nur sehr schwer zu beobachten sind.
Mitautor Jorryt Matthee fügte hinzu: «Schon als Kind wollte ich wissen, wo die Elemente herkommen: das Kalzium in meinen Knochen, der Kohlenstoff in meinen Muskeln, das Eisen in meinem Blut. Ich fand heraus, dass diese zu Beginn des Universums von der ersten Sternengeneration gebildet wurden. Bemerkenswerterweise sehen wir nun solche Objekte zum ersten Mal.»
Durchgeführt wurde die gross angelegte Untersuchung mit dem VLT, mit dem W.-M.-Keck-Observatorium, dem Subaru-Teleskop und dem Hubble-Weltraumteleskop von NASA und ESA. Weitere Beobachtungen sollen nun den Fund bestätigen und weitere Sterne der Population III identifizieren.