Astronomie:Erste Sterne entstanden früher als gedacht
Ein verräterischer Strahlungsblitz aus einer der entferntesten bekannten Galaxien gibt Aufschluss über den noch jungen Kosmos. Die ersten Sterne entstanden demnach früher als bisher bekannt.
Von Rainer Kayser
Die ersten Sterne sind offenbar in einer noch früheren Epoche entstanden als bisher angenommen. Zu diesem Schluss kommen Astronomen um Linhua Jiang von der Universität Peking, nachdem sie in den Jahren 2017 und 2018 die Galaxie GN-z11 spektroskopisch beobachtet haben. Sie wollten die Rotverschiebung dieses Sternsystems akkurat bestimmen - und damit auch seine Entfernung und sein Alter. Frühere Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop hatten bereits darauf hingedeutet, dass diese Galaxie aus dem noch jungen Kosmos stammt.
Die spektroskopischen Messungen von Jiang und seinem Team am Keck-Teleskop auf Hawaii zeigten nun, dass GN-z11 zu den am weitesten entfernten Galaxien gehört, die bislang bekannt sind: Ihr Licht benötigt 13,37 Milliarden Jahre, um zur Erde zu gelangen. Die Erforschung dieser Galaxie eröffnet also zugleich einen Blick in die Frühzeit des Kosmos, denn die Astronomen sehen dieses Sternsystem so, wie es vor 13,37 Milliarden Jahren aussah - gerade einmal 420 Millionen Jahre nach dem Urknall.
Die größte Überraschung für Jiang und seine Kollegen war jedoch, dass sie bei ihren Beobachtungen am 7. April 2017 einen nur 245 Sekunden andauernden Strahlungsblitz im Infrarotbereich registrierten. Unter Berücksichtigung der Rotverschiebung muss es sich dabei ursprünglich um einen energiereichen Blitz ultravioletter Strahlung gehandelt haben. Solche UV-Blitze kennen Astronomen bereits als Begleiterscheinung von Gammastrahlungsausbrüchen - also hochenergetischen Strahlungsschauern, die durch Sternexplosionen ausgelöst werden.
Der bisherige Rekord für solche Strahlungsblitze lag bei einer Rotverschiebung von 9,4. Bei dem im April 2017 erfassten Strahlungsblitz beträgt die Rotverschiebung aber beinahe 11 (10,957). Die Beobachtungen von Jiang und seinen Kollegen zeigen daher nicht nur, dass es solche Explosionen früher als bisher gedacht in der kosmischen Geschichte gab. Auf Basis statistischer Überlegungen lässt sich daraus auch schließen, dass diese Blitze in jener Epoche sehr viel häufiger aufgetreten sind als bislang angenommen.
Mehr noch: Zu Sternexplosionen, die zu Gamma- und UV-Blitzen führen, kommt es nach den theoretischen Modellen der Astronomen durch den Kollaps von Sternen, die bereits zur zweiten Generation der Sterne im Kosmos gehören. Denn sie enthalten schwere Elemente, die sich nur in einer noch früheren Sternengeneration gebildet haben können. Deshalb müssen die ersten Sterne bereits in einer noch früheren Epoche entstanden sein.