Astronomen haben bereits Licht von noch früheren Zeiten entdeckt, als das Universum gerade 370 000 Jahre alt war. Zu dieser Zeit konnte Strahlung erstmals der urzeitlichen Suppe aus Materie und Energie entkommen. Noch heute durchdringt diese kosmische Hintergrundstrahlung unser Universum.
Auch infrarotes bildet im Universum eine so genannte kosmische infrarote Hintergrundstrahlung. „Es ist eine Ansammlung der Emissionen aller Sterne die jemals im Universum existierten,“sagte der Hauptautor der Studie, Alexander Kashlinsky vom
Goddard Space Flight Center.
In diesem Licht haben Forscher nach dem Licht der ersten Sterne gesucht, die etwa 100 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sind. Der Raum ist in den inzwischen vergangenen 13 Milliarden Jahren so stark expandiert, dass auch die stärksten Teleskope nicht stark genug sind, um die Sterne der ersten Generation einzeln aufzulösen.
Das kombinierte Licht all dieser Sterne sollte jedoch sichtbar sein, indem man das Licht der Sterne und Galaxien im Vordergrund rechnerisch entfernt. Eine Reihe von Teams hatte in der Vergangenheit diesen Ansatz verfolgt. Nun haben Kashlinsky und seine Kollegen die genauesten Messungen des Infrarothintergrundes gemacht, indem sie ein einziges Stück Himmel 40 Stunden lang mit
Spitzer anvisierten.
Dunkle Materie
Wissenschaftler fanden helle Lichtflecken von denen sie glauben, dass sie Gruppen der ersten Sterne sind. Es handelt sich um so genannte Population III Sterne, die sich stark von heutigen Sternen unterscheiden. Diese alten Sterne bestanden wahrscheinlich nur aus den Elementen Wasserstoff, Helium und Lithium, die während des Urknalls entstanden waren. Wahrscheinlich hatten sie eine Masse von hundert Sonnen.
„Nachdem diese Schwergewichte entflammt waren, verbrauchten sie ihren Wasserstoff in wenigen Millionen Jahren. Sie schienen also kurz und heftig,“ schrieb Richard Ellis vom
California Institute of Technology in der Veröffentlichung der Forschungsarbeit.
Aufgrund der großen Distanz sollte auch von diesen hellen Sternen nur ein Glühen sichtbar sein, behauptet Kashlinsky. Die hellen Flecken haben einen Durchmesser von etwa zehn Millionen Lichtjahren, weshalb die Wissenschaftler annehmen, dass sie in Supersternhaufen auftraten. Das passt zur Theorie, wie sich Strukturen unter dem Einfluss von Dunkler Materie zusammenklumpt.
„Diese Sternpopulationen mussten grundsätzlich sehr hell und zusammengeklumpt sein, um dieses Signal zu erzeugen,“ sagte er. Sie gibt uns direkte Informationen darüber, wie diese Sterne verteilt waren und welche Strukturen diese Verteilungen in jener Epoche hatten.“
Gleichzeitige Erleuchtung
Ellis findet die Forschungsergebnisse faszinierend. „Die Stärke des Signals scheint zu bedeuten, dass die erste Generation von Sternen fast gleichzeitig im gesamten Universum stattfand, was sehr spektakulär wäre,“ sagte er. „Bis zu diesem Zeitpunkt war das Universum völlig dunkel und angefüllt mit Wasserstoffwolken.
Ellis warnt jedoch, dass auch nur der kleinste Fehler bei der Entfernung der anderen infraroten Lichtquellen – also von anderen Galaxien oder sogar von Staub in unserer eigenen Galaxie – die Ergebnisse verfälschen würde. Er lädt andere Teams dazu ein, die
Spitzer Daten mit anderen, unabhängigen Methoden zu untersuchen. Um die Ergebnisse zu überprüfen.
Kashlinsky sagt, er sei zuversichtlich, dass seine Messungen diese Fehlerquellen ausschließen, indem er in seinen Studien innerhalb von sechs Monaten zweimal eine andere Himmelsregion beobachtete um zu sehen, ob die Beobachtungen sich veränderten. Jede Änderung hätte bedeutet, dass die Signale von Staub im Sonnensystem herrühren.
Ein abschließender Beweis könnte vom
James Webb Telescope kommen, einem 6,5 Meter Infrarotteleskop, dass die NASA frühestens 2013 starten will. Es sollte in der Lage sein einen Helligkeitsanstieg zu erkennen, wenn einer dieser ersten Sterne zu einer Supernova wird.
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