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Die Entstehung der ersten Protosterne
von Stefan Deiters
astronews.com
1. August 2008
Bereits kurze Zeit nach dem Urknall bildeten sich die ersten
Sterne. Diese frühen Sonnen sind längst verloschen und nichts erinnert mehr an
ihre Größe oder Zusammensetzung. Wie aber sind sie entstanden? Neue
Computersimulationen erlauben nun einen detaillierten Blick auf die
Entstehungsphase dieser ersten Sterne. Doch vor den Astronomen liegt noch ein
Menge Arbeit.
Wie die ersten
Sterne im Universum entstanden (hier eine
künstlerische Darstellung) ist immer noch nicht
geklärt. Aber die Forscher machten jetzt
wichtige Fortschritte.
Bild: David A. Aguilar, CfA |
Naoki Yoshida von der Universität im japanischen Nagoya und Lars
Hernquist vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im
amerikanischen Cambridge haben versucht die Umweltbedingungen im frühen
Universum - genauer im sogenannten "dunklen Zeitalter" - in einem Computermodell
nachzubilden und die Entstehung der ersten Sterne zu simulieren. Die Arbeit der
Forscher, die heute in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht
wurde, erlaubt einen detaillierten Blick auf die Prozesse, die zur Bildung der
ersten Objekte führten, die dann vielleicht einmal zu den ersten leuchtenden
Sternen wurden.
Ausgangspunkt für die Entstehung der ersten Sterne sind nach den Simulationen
der Wissenschaftler offenbar winzige Dichteschwankungen im Gas und in der
mysteriösen Dunkelmaterie. Daraus bildeten sich erste Protosterne, die eine
Masse von vielleicht einem Prozent der Sonne hatten. Aus diesen könnten sich
dann in kurzer Zeit äußerst massereiche Sterne gebildet haben, in denen bereits
schwere Elemente erzeugt werden konnten. Trifft das zu, hätte die Entstehung von
schweren Elementen nicht erst in späteren Sternengenerationen, sondern sehr bald
nach dem Urknall begonnen.
Diese ersten Sterne, die dann eine Masse von bis zur Hundertfachen Masse der
Sonne hatten, leuchteten nicht länger als eine Millionen Jahre. "Dieses
allgemeine Bild der Sternentstehung und die Möglichkeit die Entstehung von
Sternen in verschiedenen Zeiten und Regionen miteinander zu vergleichen, könnte
es auch einmal erlauben, die Ursprünge des Lebens und der Planeten besser zu
verstehen", so Hernquist.
Doch bis dahin ist noch einiges an Arbeit nötig: So stellt die jetzt
veröffentlichte Arbeit der Wissenschaftler zwar einen wichtigen Erfolg bei der
Erforschung dieser ersten Sterne dar, zeigt aber auch, dass bis zum eigentlichen
Ziel, nämlich der kompletten "Geburt" eines ersten Sterns im Computer und der
Vorhersage seiner Größe und Eigenschaften, noch einiges zu tun ist. Vor allem
benötigen die Wissenschaftler dazu leistungsfähigere Computer und deutlich mehr
physikalische Eingabedaten. Trotzdem hoffen die Wissenschaftler ihre
Simulationen in nicht allzu ferner Zukunft bis zur Zündung der nuklearen
Reaktionen im Zentrum des Protosterns fortsetzen zu können, also so lange bis
aus dem Protostern ein richtiger Stern geworden ist.
"Dr. Yoshida hat die Untersuchung dieser ersten Sterne mit seiner Simulation
entscheidend vorangebracht", meint auch Volker Bromm von der University of
Texas in Austin. "Allerdings haben wir immer noch einen beträchtlichen Weg
vor uns. Es ist wie das Legen eines Fundaments für einen Wolkenkratzer. Wir
müssen nun diese Arbeit fortsetzen und verstehen, wie diese Protosternen Schicht
für Schicht gewachsen sind und dadurch zu massereichen Sternen wurden.
Allerdings wird dabei die Physik deutlich komplizierter, weswegen man auch
leistungsfähigere Computer benötigt."
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