Forscher entdecken Signale der ersten Sterne

Die Sterne entstanden kurz nach dem Urknall. Die Signale sind so schwer zu finden wie ein "Kolibri-Flügelschlag im Hurrikan", sagen Forscher.

Eine Premiere: Astronomen konnten Signale des ersten Sternes beobachten. Die Stern-Babys tauchten kurz nach der Geburt des Universums vor 13.6 Milliarden Jahren auf. Ein kleines Radioteleskop mit einer tischgroßen Antenne ist der Star dieser Entdeckung, die in der Fachzeitschrift "Nature" angekündigt wurde.

Es wurde Licht

Als die ersten Sterne entstanden, brach im Universum eine neue Ära an - es wurde Licht. Die UV-Strahlung der jungen Sterne veränderte den Energiezustand der frei im All schwebenden Wasserstoffwolken, die zu strahlen begannen.

"Die Strahlung ist das allererste Indiz dafür, dass sich die ersten Sterne bildeten und begannen, das Medium um sie herum zu beeinflussen", erklärt Koautor Alan Rogers vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). Doch dieses Wasserstoffsignal zu finden ist schwierig.

Kolibri im Hurrikan

"Quellen von Störgeräuschen können zehntausend Mal stärker sein als dieses Signal – es ist ein wenig so, als säße man mitten in einem Hurrikan und würde versuchen, den Flügelschlag eines Kolibris zu hören", erklärt Peter Kurczynski von der US-National Science Foundation.

Die kleine Antenne

Doch genau dies ist den Astronomen nun gelungen. Sie haben das bisher früheste Signal des kosmischen Wasserstoffs eingefangen. Möglich wurde dies mit einer eigens dafür entwickelten Radioantenne, dem EDGES (Experiment to Detect Global EoR Signature). Das tischgroße Instrument steht mitten in der Einöde Westaustraliens – weit entfernt von Störsignalen.

Mit dieser Antenne fand der Forscher Judd Bowman von der Arizona State University nun die Radiowellen der ersten Sterne. "Das Profil dieses Signals entspricht den Erwartungen für das 21-Zentimeter-Signal der frühesten Sterne", berichten die Astronomen im Magazin „Nature": "Die Frequenz entspricht der Zeit von etwa 180 Millionen Jahren nach dem Urknall."

War es die Schwarze Materie?

Wenn sich diese Messung bestätigt, dann müsste die kosmische Hintergrundstrahlung damals entweder viel heißer gewesen sein als gedacht oder aber die frühen Wasserstoffwolken waren fast doppelt so kalt wie bisher angenommen – nur rund drei Kelvin.

Doch was könnte dieses Gas so stark abgekühlt haben? Eine mögliche Ursache schlägt Rennan Barkana von der Universität Tel Aviv in einem zweiten "Nature"-Artikel vor. Demnach könnte sich der frühe Wasserstoff durch die Wechselwirkung mit Dunkler Materie abgekühlt haben. "Die einzige kosmische Komponente, die kälter sein kann als das frühe kosmische Gas, ist die Dunkle Materie", so der Forscher.

(GP)