Astronomen haben möglicherweise den bisher vielversprechendsten Kandidaten für Sterne der Population III identifiziert – die erste Generation von Sternen, die nach dem Urknall zündet. Diese Urriesen waren für Forscher ein lang ersehntes Ziel, und die jüngste Analyse der entfernten Galaxie LAP1-B liefert einen verlockenden Hinweis.
Was waren Sterne der Population III?
Im Gegensatz zu den Sternen, die wir heute beobachten – bekannt als Population I –, haben sich Sterne der Population III theoretisch in einer völlig anderen Umgebung gebildet. Sie entstanden aus Urgas, das hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestand, bevor das Universum schwerere Elemente durch Supernovae und Sternwinde zerstreut hatte. Daher wird vorhergesagt, dass diese ersten Sterne deutlich größer und heißer waren als ihre modernen Gegenstücke.
Die LAP1-B-Galaxie und der Gravitationslinseneffekt
Die potenzielle Entdeckung konzentriert sich auf Beobachtungen von LAP1-B, einer entfernten Galaxie mit einer Rotverschiebung von 6,6. Diese Rotverschiebung weist darauf hin, dass wir LAP1-B beobachten, wie es nur 800 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte – ein erstaunlich frühes Stadium in der Entwicklung des Universums. Das Erkennen eines so weit entfernten Objekts war nur aufgrund eines Phänomens namens Gravitationslinsen möglich. Ein näherer Galaxienhaufen fungierte als kosmisches Vergrößerungsglas, das das Licht von LAP1-B beugte und verstärkte und es für das James Webb Space Telescope (JWST) sichtbar machte.
„Das Universum ist voller dieser ursprünglichen Sternenformationen“, erklärt Eli Visbal von der Universität Toledo. „Allerdings können wir das Universum nur im Licht von Gravitationslinsen, die wie kosmische Scheinwerfer wirken, wirklich untersuchen.“ Die Berechnungen von Visbal und seinem Team legen nahe, dass es bei dieser Rotverschiebung ungefähr einen Sternhaufen der Population III geben sollte – genau das, was sie in LAP1-B beobachtet hatten. Ihre Häufigkeitsschätzung stimmte perfekt mit früheren Erkenntnissen überein, die auf einen einzelnen Cluster hindeuteten.
Eine realistischere Größe?
Ein weiterer Punkt, der den Status von LAP1-B stärkt, ist seine relativ geringe Sternmasse. Schätzungen gehen davon aus, dass sie nur mehrere tausend Mal so groß ist wie die Masse unserer Sonne – eine geringere Masse als die der meisten anderen Kandidatengalaxien für Sternpopulationen der Population III. Simulationen der frühen Sternentstehung legen nahe, dass Sternhaufen der Population III wesentlich massereicher gewesen sein müssten. „Das ist der überzeugendste Kandidat, den wir bisher gesehen haben“, sagt Visbal.
Skepsis und Zukunftsbeobachtungen
Trotz der Aufregung bleiben einige Forscher vorsichtig. „LAP-B1 ist ein äußerst interessanter Kandidat, aber er zeigt bei weitem nicht die klaren, eindeutigen Anzeichen, nach denen wir gesucht haben“, sagt Roberto Maiolino von der Universität Cambridge. Es wäre einer äußerst seltenen Kombination von Faktoren bedurft, um in diesem späten Stadium zu Sternen der Population III geführt zu haben.
Es bleibt jedoch möglich, dass Taschen mit reinem Wasserstoff und Helium länger vorhanden waren, sodass sich Sterne der Population III später als bisher erwartet bildeten. Ralf Klessen von der Universität Heidelberg ergänzt: „Statistisch gesehen wäre das ein deutlicher Ausreißer.“
Warum das wichtig ist
Das Verständnis der Sterne der Population III ist entscheidend für die Aufklärung der Entwicklung des Universums. Diese Ursterne waren für die Synthese der ersten schweren Elemente verantwortlich – die Bausteine für alles, was wir heute sehen. „Sie können uns sagen, wie sich die Chemie des Universums von Wasserstoff und Helium zu all den komplexen Bestandteilen entwickelt hat, die für das Leben und den Kosmos, wie wir ihn kennen, notwendig sind“, erklärt Visbal. Die Entdeckung von Sternen der Population III würde unschätzbare Einblicke in die frühesten Stadien des Universums und den Ursprung der chemischen Elemente liefern, aus denen unsere Welt besteht.
Zeitschriftenreferenz: The Astrophysical Journal Letters DOI: 10.3847/2041-8213/ae122f
