Blick ins Dunkle Zeitalter des Kosmos

Astronomen registrieren Gammastrahlung von einer Sternexplosion 630 Millionen Jahre nach dem Urknall

Swift
Swift

Valencia (Spanien)/Greenbelt (USA) - Über 13 Milliarden Jahre brauchte die Strahlung eines explodierten Sterns, um die Erde zu erreichen - und übertrifft damit den bisherigen Entfernungsrekord um 150 Millionen Lichtjahre. Der am 23. April dieses Jahres von dem amerikanisch-europäischen Satelliten-Observatorium Swift registrierte Gammastrahlungsausbruch bietet den Astronomen erstmalig einen Blick in das so genannte Dunkle Zeitalter des Kosmos, die Epoche zwischen dem Urknall und dem Aufleuchten der ersten Sterne. Im Fachblatt "Nature" berichten zwei Forscherteams von den Beobachtungen, mit denen sie die Rekordentfernung des Strahlungsausbruchs messen konnten.

"Es ist erstaunlich, dass es im Universum bereits so früh massereiche Sterne gab, die in dieser Weise explodieren konnten", erklärt Alberto Fernandez-Soto von der Universität Valencia, ein spanischer Astronom, der an den Nachbeobachtungen der Explosion beteiligt war. Zu Gammastrahlungs-Ausbrüchen kommt es, wenn extrem massereiche Sterne ihren Vorrat an nuklearem Brennstoff aufgebraucht haben und kollabieren. Übersteigt ihre Masse einen Grenzwert von etwa dem Zwanzigfachen der Sonnenmasse, so entsteht kein Neutronenstern, sondern ein Schwarzes Loch. Bei dieser Katastrophe bilden sich durch Rotation und Magnetfelder über den Polen des sterbenden Sterns Strahlen ("Jets"), in denen ein Teil der Materie mit hoher Geschwindigkeit ins All ausgestoßen wird.

Rund 400 Millionen Jahre nach dem Urknall hatte sich der Kosmos so weit abgekühlt, dass sich aus Protonen und Elektronen neutrale Wasserstoff-Atome bilden konnte. Erst danach konnten die ersten Sterne entstehen - und mit ihrer Strahlung das Gas zwischen den Galaxien erneut ionisieren, also den Wasserstoffatomen ihre Elektronen entreißen. Der Gammaausbruch vom 23. April bietet den Astronomen erstmals einen Einblick in diese Epoche, die bis etwa 900 Millionen Jahre nach dem Urknall andauerte.

Nachdem Swift den Gamma-Ausbruch registriert hatte, alarmierte ein automatisches System sofort Astronomen in aller Welt. Innerhalb weniger Stunde nach dem Ausbruch konnten die Forscher an mehreren Sternwarten das Nachglühen der Explosion im infraroten und optischen Spektralbereich beobachten und daraus die Rekordentfernung der Explosion berechnen. Überraschenderweise unterscheidet sich das Nachleuchten der fernen Explosion nicht von Gammaausbrüchen in geringeren Entfernungen. Das spricht nach Ansicht der Astronomen dafür, dass es sich bei dem explodierten Objekt nicht um einen Stern der allerersten Generation im Kosmos gehandelt hat. Die Forscher hoffen deshalb, Gammaausbrüche mit noch größeren Entfernungen zu finden.