Wunderbar! Es gibt Entwicklungen, die den Verstand stoppen. Die Geheimnisse der Welt werden gelüftet. Überreste der ersten Sterne im Universum gefunden

Zum ersten Mal ermöglichten Gaswolken, die durch den frühen Kosmos zogen, Astronomen einen Blick in die Überreste der ersten Sterne. Bei den entdeckten Überresten handelt es sich nicht um die Sterne selbst; Denn vor langer Zeit brannten sie sehr heiß und schnell ab, bevor sie mit der herrlichen Flamme einer Supernova explodierten, die zu weit entfernt war, als dass unsere Instrumente sie entdecken könnten. Die Überreste dieser Explosionen offenbaren jedoch Artefakte der Atomfusion, die in ihren Kernen stattfindet.

„Zum ersten Mal in der Geschichte konnten wir chemische Spuren in fernen Gaswolken nachweisen, die von den Explosionen der ersten Sterne im Universum zurückblieben“, sagt der Astronom Andrea Saccardi, der seine Forschungen am Pariser Observatorium fortsetzt.

SIE HERGESTELLT IM DUNKLEN ZEITALTER DES UNIVERSUMS

Nach dem heute akzeptierten kosmologischen Verständnis gab es in der Vergangenheit des Universums eine Zeit, in der alles dunkel war. Vor etwa 13,8 Milliarden Jahren war das Universum viel kleiner als heute und mit einer sehr heißen, trüben Ablagerung aus ionisiertem Gas gefüllt, die das Licht daran hinderte, durch das Universum zu wandern. Photonen streuten freie Elektronen.

Nachdem das Universum richtig abgekühlt war, kehrten Protonen und Elektronen in die Mitte zurück und verwandelten sich in neutrales Helium und Wasserstoff. Nach der Geburt der ersten Sterne und Galaxien ionisierte ultraviolette Strahlung erneut neutralen Wasserstoff, sodass das Licht im gesamten elektromagnetischen Spektrum ungehindert fließen konnte.

Obwohl wir glauben, dass diese ersten Sterne vor 13,7 bis 13,5 Milliarden Jahren entstanden sind, haben wir sie nie wirklich gesehen. Für sie ‚3. Wir nennen sie „Gürtelsterne“, und sie waren wahrscheinlich ganz anders als die Sterne, die wir heute um uns herum sehen. Sie hätten riesig sein können; Das bedeutet, dass sie schnell brennen, durch Supernova-Explosionen zerstört werden, die die darin enthaltenen Elemente in den Weltraum schleudern, und an der Entstehung neuer Sterngenerationen beteiligt sind.

Allerdings sind für das Erscheinen der schweren Elemente Sterne nötig. Sterne der dritten Generation bestehen größtenteils aus Wasserstoff und Helium, da sie zum Zeitpunkt ihrer Entstehung die einzigen im Universum vorhandenen Elemente waren (außerdem gab es zumindest Spuren von Lithium, dem drittleichtesten Element).

Andererseits verschmolzen in Kernkraftwerken Atome dieser Elemente miteinander, um schwerere Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Magnesium zu erzeugen. Anschließend wurden diese Elemente bei der Explosion der Sterne in den Weltraum geschleudert.

EIN NEUES VERFAHREN WIRD ENTWICKELT

Saccardi und Kollegen nutzten das „X-Shooter“-Instrument am „Very Large Telescope“ der Europäischen Südsternwarte, um das Licht sehr heller und entfernter Galaxien, sogenannte „Quasare“, zu untersuchen und nach dem Inhalt von Ursternen zu suchen.

Während sich das Licht von Quasaren durch den Weltraum bewegt, passiert es manchmal das Zentrum von Materiehaufen. Diese Wolken können Licht teilweise verdrängen und Teile des Spektrums heller oder dunkler machen, da Wellenlängen von den Elementen in den Wolken absorbiert und wieder emittiert werden.

Wissenschaftler können diese Spuren in einem Spektrum sorgfältig untersuchen und sie mit bestimmten Elementen verknüpfen. Die Forscher führten Beobachtungen von 54 solchen Materiewolken zusammen und suchten nach Spuren von Elementen, die von Sternen der dritten Generation in den Weltraum ausgeschleudert werden könnten, sowie nach geringeren Mengen schwererer Elemente wie Eisen.

Überreste in Nebeln entdeckt

Die gesuchte Signatur fanden sie in drei Wolken, die sich in der Mitte der ersten 1 bis 2 Milliarden Jahre nach dem Urknall bildeten. Diese drei Wolken enthielten große Mengen an Kohlenstoff und Sauerstoff, wobei die Magnesium- und Silizium-Eisen-Verhältnisse perfekt zu nahegelegenen alten Sternen mit sehr wenigen schweren Elementen passten.

Darüber hinaus stimmte die Häufigkeit von Magnesium und Silizium mit den von primitiven Sternen erwarteten Supernovae geringer Leistung überein. Die Ergebnisse zeigen, dass wir zwar noch keine Sterne der dritten Generation in ihrer natürlichen Umgebung gesehen haben, es aber möglich ist, ihre Überreste zu finden. Und da die Sterne im Laufe der Zeit das grundlegende Maß dessen, was uns umgibt, verändern, können wir diese Spuren mit entsprechend leistungsstarken Werkzeugen untersuchen, um mehr darüber herauszufinden, wie sich die Materie im Universum entwickelt hat.

„Unsere Entdeckung eröffnet uns neue Möglichkeiten, die Erforschung der Sterne in unserer Galaxie durch die indirekte Untersuchung der Natur von Primärsternen zu ergänzen“, sagt Salvadori.

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