Frühe Sterne waren wirbelnde Derwische

Obwohl einige der ersten Sterne im frühen Universum massiv waren, lebten sie wahrscheinlich schnell und wütend, da sie sich wahrscheinlich viel schneller drehten als ihre heutigen Kollegen. Eine neue Studie zur Sternentwicklung untersuchte einen 12 Milliarden Jahre alten Sternhaufen und fand hohe Metallgehalte in den Sternen – eine chemische Signatur, die darauf hindeutet, dass die ersten Sterne schnelle Spinner waren.

"Wir glauben, dass die ersten Generationen massereicher Sterne sehr schnelle Rotatoren waren – deshalb haben wir sie Spinstars genannt", sagte Cristina Chiappini vom Astrophysikalischen Institut Potsdam in Deutschland, die das Team der Astronomen leitete.

Diese Sterne der ersten Generation sind vor langer Zeit ausgestorben, und unsere Teleskope können nicht weit genug in die Zeit zurückblicken, um sie tatsächlich zu sehen, aber Astronomen können einen Blick darauf werfen, wie sie waren, indem sie die chemische Zusammensetzung späterer Sterne betrachten. Die chemischen Abdrücke der ersten Sterne sind wie Fossilienbestände, die in den ältesten Sternen zu finden sind, die wir untersuchen können.

Das allgemeine Verständnis des frühen Universums ist, dass das Universum kurz nach dem Urknall im Wesentlichen nur aus Wasserstoff und Helium bestand. Die chemische Anreicherung des Universums mit anderen Elementen musste rund 300 Millionen Jahre warten, bis das Feuerwerk mit dem Tod der ersten Generationen massereicher Sterne begann und neue chemische Elemente in das Urgas einbrachte, die später in die nächsten Generationen von Sternen eingearbeitet wurden .

Mithilfe von Daten aus dem Very Large Telescope (VLT) der ESO analysierten die Astronomen erneut die Spektren einer Gruppe sehr alter Sterne in der Galaktischen Ausbuchtung. Diese Sterne sind so alt, dass nur sehr massive, kurzlebige Sterne mit Massen, die größer als das Zehnfache der Masse unserer Sonne sind, Zeit hätten haben müssen, um zu sterben und das Gas zu verschmutzen, aus dem sich diese Fossilienbestände gebildet haben. Wie erwartet zeigte die chemische Zusammensetzung der beobachteten Sterne Elemente, die für die Anreicherung durch massive Sterne typisch sind. Die neue Analyse ergab jedoch unerwartet auch Elemente, von denen normalerweise angenommen wird, dass sie nur von Sternen kleinerer Massen erzeugt werden. Schnell rotierende massive Sterne hingegen würden es schaffen, diese Elemente selbst herzustellen.

"Alternative Szenarien können noch nicht verworfen werden – aber – wir zeigen, dass wenn die ersten Generationen massereicher Sterne Spinstars wären, dies eine sehr elegante Erklärung für dieses Rätsel bieten würde!" sagte Chiappini.

Ein Stern, der sich schneller dreht, kann länger leben und andere Schicksale erleiden als sich langsam drehende. Schnelle Rotation beeinflusst auch andere Eigenschaften eines Sterns, wie z. B. seine Farbe und seine Leuchtkraft. Spinstars hätten daher auch die Eigenschaften und das Erscheinungsbild der ersten im Universum gebildeten Galaxien stark beeinflusst. Die Existenz von Spinstaren wird nun auch durch aktuelle hydrodynamische Simulationen der Bildung der ersten Sterne des Universums durch eine unabhängige Forschungsgruppe gestützt.

Chiappini und ihr Team arbeiten derzeit an der Erweiterung der Sternensimulationen, um ihre Ergebnisse weiter zu testen. Ihre Arbeit wird am 28. April 2011 in einem Nature-Artikel veröffentlicht.

Quelle: Universität Potsdam, Natur

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