Virtuelle Premiere Der erste Stern entsteht im Computer

Wie sah er aus, der allererste Stern im Universum? Forscher haben die stellaren Geburtswehen mit einem Supercomputer simuliert - und erhielten als Resultat ein ungewöhnlich massives Objekt.


Geburt im kühlen Gasklumpen: Temperaturverteilung in einem protostellaren Objekt
Tom Abel

Geburt im kühlen Gasklumpen: Temperaturverteilung in einem protostellaren Objekt

Nach dem Urknall war das Universum lange finster. In mächtigen Gasstrukturen, den von rätselhafter dunkler Materie dominierten Vorläufern der Galaxien, bildeten sich aus winzigen Dichteschwankungen schließlich die ersten Sterne - doch wie diese aussahen, ist ein Rätsel. Die Computersimulation eines amerikanisch-britischen Teams könnte nun neue Aufschlüsse über die stellaren Frühgeburten liefern.

Wie die Astrophysiker in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Science" berichten, entstanden dichtere Gasgebilde vermutlich durch einen Gravitationskollaps einer kalten Wasserstoff- und Heliumwolke von mindestens hundert Sonnenmassen. "Wir glauben, dass solche Objekte die ersten Sterne waren, die im Universum aufleuchteten", erklärt Teammitglied Michael Norman von der University of California in San Diego.

Das dreidimensionale Modell errechneten die Wissenschaftler mit einem leistungsstarken Supercomputer. Das Ausgangsszenario war, so Norman, denkbar simpel: "Die Gaswolke besteht einfach aus Wasserstoff und Helium, und die anfänglichen Bedingungen können präzise bestimmt werden." Aufwändig ist allerdings die Simulation der folgenden Prozesse, bei denen etwa Schwerkraft, Strömungsverhältnisse und chemische Zusammensetzung der Gaswolke berücksichtigt werden müssen.

Wie die Kalkulation nahe legt, zerfällt die wachsende Verdichtung im Zentrum der Wolke entgegen bisheriger Annahmen nicht in weitere Sternenkeime. Stattdessen formt sich aus dem dichten Gaskern eine einzelne, massive Ursonne, die schließlich eine genügend hohe Dichte für die Wasserstoff-Fusion erreicht. Durch ihre Strahlung verhindert sie auch später die Entstehung weiterer Sterne in der Umgebung - bis sie wahrscheinlich als Supernova explodiert.

Das Verständnis solcher frühen stellaren Lebensläufe ist für die Astrophysiker besonders wichtig, um die Entstehung und Verteilung der chemischen Elemente im Universum nachzuvollziehen. Mittlerweile sind schwerere Elemente als Lithium, die bei der Kernfusion im Innern von Sternen geschmiedet wurden, im gesamten Weltall verbreitet. Vermutlich brauchte es jedoch viele Sternengenerationen, um den jetzt zu beobachtenden chemischen Reichtum zu erzeugen und durch Supernova-Explosionen im All zu verteilen.



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