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News: Ein Blick auf die allerersten Sterne

Wissenschaftler haben mit Hilfe eines Supercomputers einen Blick in die Kinderstube der allerersten Sterne in unserem Universum geworfen. Was sie zu sehen bekamen: Strahlende Giganten mit einer Größe von bis zum Hundertfachen unserer Sonne. Nach neuen Computersimulationen begannen diese Sterne etwa fünfzig Millionen Jahre nach dem Urknall den Kosmos zu erleuchten. Sie waren damit die ersten Objekte im noch jungen Weltall.
Verschiedene Theorien deuten übereinstimmend darauf hin, daß nach dem Urknall Teile der expandierenden Gasmassen langsam von der Gravitation zu Klumpen zusammengezogen wurden. Hier enden jedoch die Gemeinsamkeiten der unterschiedlichen Modelle. Einige Modelle nehmen an, daß sich diese Klumpen zu Jupiter-großen Objekten oder kleinen schwachen Sternen verbanden. Andere sagen Riesensterne oder sogar Schwarze Löcher voraus. Computersimulationen waren dabei bislang keine große Hilfe, mangelte es ihnen doch an dem erforderlichen dreidimensionalen Auflösungsvermögen, um den Kollaps der unzähligen Gaspakete zu kleineren Wolken nachzuvollziehen.

Ein Team, das von dem Kosmologen Michael Norman vom National Center for Supercomputing Applications in Urbana-Champaign (Illinois) geleitet wurde, hat nun den entscheidenden Schritt geschafft. Wie die Forscher bei einem Treffen der American Physical Society berichteten, verwendeten sie ein Verfahren namens adaptive mesh refinement. Das Programm verkleinert dabei den Ausschnitt nur in den Bereichen, in denen sich Klumpen bilden, und vergrößert gleichzeitig die Auflösung. Auf diesem Weg gelang es den Wissenschaftlern, das Anwachsen der nebulösen Bereiche bis zur Bildung dichterer Regionen, die in der Lage sind, Sterne hervorzubringen, zu verfolgen. Die Simulationen zeigen, daß die meisten dieser Gebiete einige hundert Male massereicher waren als unsere Sonne. Ein Bruchteil dieser Masse kollabierte zu Sternen, sagt Norman.

Die meisten der Sterne waren Riesensterne, die schnell lebten und früh erstarben, indem sie ihren nuklearen Brennstoff in wenigen Millionen Jahren aufbrauchten. Dann dehnten sie sich aus und verteilten die schweren Elemente ihrer Kerne wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Eisen im Kosmos. Es könnte sein, daß Turbulenzen für die Teilung einiger Gaswolken und somit für die Bildung kleinerer Sterne gesorgt haben könnten. Einige dieser Sterne könnten klein genug gewesen sein, um bis heute zu überleben, da sie wesentlich sparsamer mit ihrem Brennstoff umgehen als Sterngiganten. "Das ist zwar möglich, aber wir haben nur Hinweise dafür, daß die meisten der ersten Sterne sehr massereich waren", bemerkt Norman.

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