Wie groß waren die ersten Sterne?

Simulation zeigt: Kleine Sterne der ersten Generation könnten bis heute überlebt haben

Kobe (Japan) - Die ersten Sterne, die nach dem Urknall im Kosmos entstanden sind, waren zwar überwiegend groß, aber nicht so groß, wie früher vermutet. Und es könnte darunter auch Sterne kleiner als unsere Sonne gegeben haben, die bis heute existieren – und möglicherweise in unserer unmittelbaren kosmischen Nachbarschaft aufgespürt werden können. Das zeigt eine Computersimulation der Sternentstehung unter den im jungen Kosmos herrschenden Bedingungen, über die ein japanischer Astrophysiker im Fachblatt „Astrophysical Journal“ berichtet.

Bis vor wenigen Jahren noch waren die Himmelsforscher davon überzeugt, dass die ersten Sterne durchweg mehr als die hundertfache Masse unsere Sonne gehabt haben müssten. Grund dafür ist die ursprüngliche chemische Zusammensetzung der kosmischen Materie: Beim Urknall sind lediglich Wasserstoff und Helium entstanden – alle anderen, schwereren Elemente kamen erst später durch Kernfusion in Sternen hinzu. Schwere Elemente – und insbesondere daraus gebildeter Staub – spielen jedoch eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Sternen: Sie kühlen die sich langsam zusammenziehenden Gaswolken ab und erlauben so ihre „Fragmentierung“, ihren Kollaps zu vielen statt zu einem einzigen Stern.

Theoretische Analysen deuteten jedoch in den vergangenen Jahren darauf hin, dass die starke ultraviolette Strahlung des im Zentrum einer Gaswolke heranwachsenden Protosterns zu einer Rückkopplung führt, die den weiteren Zustrom von Materie auf diesen Stern unterbindet und stattdessen zur Bildung weiterer, kleinerer Sterne führt. „Dies ist der erste Versuch, die Entstehung der ersten Sterne unter Berücksichtigung der Ultraviolett-Rückkopplung zu simulieren“, schreibt Hajime Susa von der Konan Universität im japanischen Kobe. Der Forscher hat in seiner Simulation die Sternentstehung in einer Gaswolke vollständig in drei Dimensionen durchgerechnet und über einen Zeitraum von 100.000 Jahren ab der Entstehung des ersten Protosterns weiter verfolgt.

In der simulierten Gaswolke entstanden fünf Sterne, deren Massen alle unter 60 Sonnenmassen lagen. Der kleinste Stern hatte sogar nur die 4,4-fache Masse der Sonne. „Die Entstehung eines solchen Sterns deutet darauf hin, dass es sogar noch kleinere Sterne der ersten Generation geben könnte – die noch heute existieren könnten“, so Susa. Denn die Lebensdauer eines Sterns hängt von seiner Masse ab. Große, massereiche Sterne verbrauchen ihren Kernbrennstoff weitaus schneller und leben nur wenige Millionen Jahre. Unsere Sonne hat eine Lebensdauer von insgesamt etwa zehn Milliarden Jahren. Sterne mit noch kleinerer Masse können noch länger leben, länger sogar als das heutige Alter des Universums von 13,7 Milliarden Jahren. Das eröffnet die Möglichkeit, dass Sterne der ersten Generationen noch heute in unserer kosmischen Nachbarschaft existieren und beobachtet werden können.

Bildquelle: ESA

Autor: Rainer KayserE-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!