Das frühe Universum spielt verrückt

Fühlt es sich für euch auch so an, als würde die Physik des Universums gerade einfach nicht checken, was abgeht? Astronomen rätseln aktuell, weil die ersten Galaxiengenerationen sich so gar nicht an unsere Erwartungen halten. Ein massives neues Projekt, der 'Treasury of Extremely Metal-Poor O Stars' (TEMPOS) Survey, hat jetzt das Hubble-Weltraumteleskop genutzt, um den Grund dafür zu finden.

Warum massive Sterne wichtig sind

Sterne, die mindestens zehnmal so groß sind wie unsere Sonne, sind quasi die Hauptcharaktere einer Galaxie. Sie brennen extrem heiß und schnell und gehen am Ende in einer gigantischen Supernova-Explosion unter. Dadurch schleudern sie Energie und Material ins All, was maßgeblich bestimmt, wie sich neue Sterne bilden.

Die Hauptautorin Grace Telford, Assistenzprofessorin für Physik und Astronomie an der University of Utah, betont, dass diese Sterne so einflussreich sind, dass sie praktisch 'die Entwicklung ihrer Heimatgalaxien steuern'.

Das Mysterium der 'Metalle'

Hier kommt der Clou: Wissenschaftler benutzen den Begriff 'Metallizität', um Elemente zu beschreiben, die schwerer sind als Wasserstoff und Helium. Die frühesten Galaxien hatten davon viel weniger als wir sie heute in der Milchstraße sehen. Da unsere modernen Modelle auf unserer lokalen Nachbarschaft basieren, passen sie nicht immer zu den metallarmen Bedingungen des frühen Kosmos.

Um das zu untersuchen, hat das TEMPOS-Team 29 massereiche Sterne in sechs nahegelegenen Zwerggalaxien beobachtet, die chemisch dem frühen Universum ähneln.

Die Story wird komplexer

Diese Sterne zu untersuchen ist ein riesiger Flex, weil es extrem teuer ist – jeder Stern erfordert bis zu 35 Stunden Hubble-Zeit. Aber der Aufwand hat sich gelohnt. Das Team stieß auf eine krasse Überraschung: Während die Geschwindigkeit von Sternwinden normalerweise langsam abnimmt, wenn die Metallizität sinkt, gibt es einen plötzlichen, unerwarteten Abfall, sobald man die niedrigsten Level erreicht.

Das ist ein riesiges Ding, denn wenn diese Sterne schwächere Winde haben, behalten sie während ihres gesamten Lebens mehr Masse – was ihre Entwicklung und ihr Ende komplett verändert. Das Team konnte zudem besser nachvollziehen, wie die Eisenabsorption in diesen Sternen funktioniert, und bewies, dass Eisen- und Sauerstoffwerte nicht immer so zusammenpassen, wie Forscher bisher vermutet hatten.

Warum das wichtig ist

Kurz gesagt: Das James-Webb-Weltraumteleskop findet Galaxien, die für ihr Alter 'weird' und unerwartet komplex sind. Da wir jetzt endlich einen Datensatz haben, der groß genug ist, um das Verhalten dieser massereichen, metallarmen Sterne zu modellieren, können Wissenschaftler aufhören zu raten und Modelle bauen, die das frühe Universum wirklich erklären. Real talk: Wir bekommen endlich den Beweis dafür, wie das Universum aufgebaut wurde.