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SPITZER
Das Licht der ersten Sterne
von Stefan Deiters
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3. November 2005

Mithilfe des Infrarotteleskops Spitzer haben Astronomen Licht aufgespürt, das von den ersten Objekten im Universum stammen könnte. Bestätigt sich die Entdeckung, wäre damit ein Blick in eine Zeit gelungen, zu der die dunkle Ära des Universums gerade zu Ende gegangen war - vor über 13 Milliarden Jahren.

Erste Objekte im All?

Spitzer-Aufnahme einer Himmelsregion im Sternbild Drache. Oben das normale Spitzer-Bild, unten die gleiche Region nachdem die Strahlung bekannter Sterne und Galaxien entfernt wurde. Foto: NASA / JPL-Caltech /A. Kashlinsky (GSFC) [Großansicht]

Das Licht, das die Astronomen mit Spitzer entdeckten, könnte von den ersten im Universum entstandenen Sternen ausgesandt worden sein oder aber von heißem Gas, das in die ersten Schwarzen Löcher gestürzt ist. Die Forscher vergleichen ihre Beobachtungen mit dem Bild einer Stadt, deren Lichter man aus großer Entfernung bei Nacht aus einem Flugzeug sieht.

"Wir glauben, dass wir hier das gesammelte Licht von Millionen von Objekten sehen, die sich als erstes im Universum gebildet haben," erläutert Dr. Alexander Kashlinsky vom Goddard Space Flight Center der NASA, der auch Hauptautor eines Artikels in der heute erscheinenden Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Nature ist, in dem die Beobachtungen beschrieben werden. "Diese Objekte sind vor Urzeiten verschwunden, nur ihr Licht reist noch durch das Weltall."

Unser Universum entstand nach Ansicht der Astronomen vor rund 13,7 Milliarden Jahren im so genannten Urknall. Doch bevor die ersten Sterne entstehen konnten, vergingen noch einmal etwa 200 Millionen Jahre. Eine zehnstündige Beobachtung mit dem Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer brachte nun ein diffuses Leuchten ans Licht, das nach Ansicht des Forscher-Teams von so genannten "Population 3"-Sternen stammt. "Population 3"-Sterne sind Sonnen, die vor allen anderen Sternen entstanden sind.

Nach den Theorien der Astronomen können "Population 3"-Sterne mehr als 100-mal massereicher als unsere Sonne sein und damit äußerst hell, heiß und kurzlebig. Je massereicher ein Stern nämlich ist, desto verschwenderischer geht er mit seinem nuklearen Brennstoff um. Die langlebigsten Sterne sind kurioserweise die, die über am wenigsten Masse verfügen. Sternenriesen hingegen sind äußerst kurzlebig und explodieren schon nach wenigen Millionen Jahren als Supernova. Durch die durch die Expansion des Universums bedingte Rotverschiebung sollte das von diesen ersten Sternen ausgesandte ultraviolette Licht heute im infraroten Bereich des Spektrums zu sehen sein.

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"Diese sehr tiefe Beobachtung enthielt eine Unzahl von sehr gewöhnlich aussehenden Sternen und Galaxien", so Teammitglied Dr. John Mather. "Wir haben dann alles, was uns bekannt war, aus dem Bild entfernt - von Sternen bis zu nahen und entfernten Galaxien. Übrig blieb ein Bild ohne Sterne und Galaxien, das aber immer noch ein Infrarotleuchten zeigte, das unserer Meinung nach von den ersten Sternen stammen kann." 

Die neuen Daten stimmen mit früheren Beobachtungen überein, die darauf hindeuteten, dass es eine Infrarot-Hintergrundstrahlung geben könnte, die man nicht mit bekannten Sternen erklären kann. Andere Arbeiten fanden Hinweise darauf, dass die ersten Sterne im Universum zwischen 200 und 400 Millionen Jahren nach dem Urknall entstanden sind. "Mit den Beobachtungen sind wir bis ans Limit der Möglichkeiten von Spitzer gegangen", erläutert Dr. S. Harvey Moseley die Schwierigkeiten der Arbeit. "Wir haben sehr viel Mühe darauf verwendet, andere Quellen für diese Infrarotstrahlung auszuschließen."

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