Aus einer Pressemitteilung der Universität Cambridge:
Die Überreste der ersten Sterne haben den Astronomen geholfen, die „dunklen Zeitalter“ des Kosmos näher zu bringen. Ein Forscherteam der University of Cambridge und des California Institute of Technology verwendet Licht, das von massiven Schwarzen Löchern, den sogenannten Quasaren, emittiert wird, um Gase zu „beleuchten“, die von den frühen Sternen freigesetzt wurden, die vor Milliarden von Jahren explodierten. Infolgedessen haben sie das gefunden, was sie als das fehlende Glied in der Evolution des chemischen Universums bezeichnen.
Es wird angenommen, dass die ersten Sterne den Schlüssel zu einem der Geheimnisse des frühen Kosmos enthalten: wie er sich von einer überwiegend mit Wasserstoff und Helium gefüllten zu einem Universum entwickelte, das reich an schwereren Elementen wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Eisen ist.
Obwohl Teleskope Licht erfassen können, das die Erde aus Milliarden von Lichtjahren Entfernung erreicht und es den Astronomen ermöglicht, über fast die gesamte 13,7-Milliarden-Jahre-Geschichte des Universums in die Zeit zurückzublicken, bleibt eine Beobachtungsgrenze bestehen: die sogenannte „Dunkelheit“ Alter. " Diese Periode, die eine halbe Milliarde Jahre nach dem Urknall dauerte, endete mit der Geburt der ersten Sterne und ist für Teleskope unzugänglich, da die Gaswolken, die das Universum füllten, für sichtbares und infrarotes Licht nicht transparent waren.
„Mit dem Licht, das vor Milliarden von Jahren von einem Quasar in einer fernen Galaxie ausgestrahlt wurde, konnten wir effektiv in die dunklen Zeiten blicken. Das Licht bietet einen Hintergrund, vor dem jede Gaswolke auf ihrem Weg gemessen werden kann “, sagte Professor Max Pettini vom Cambridge Institute of Astronomy (IoA), der die Forschung mit dem Doktoranden Ryan Cooke leitete.
Mit Präzisionsmessungen mit den weltweit größten Teleskopen in Hawaii und Chile haben die Forscher mithilfe der Quasar-Absorptionslinienspektroskopie Gaswolken identifiziert, die als "gedämpfte Lyman-Alpha-Systeme" (DLAs) bezeichnet werden. Unter den Tausenden von bekannten DLAs ist es dem Team gelungen, eine seltene Wolke zu finden, die sehr früh in der Geschichte des Universums von einem Stern freigesetzt wurde.
"Gemessen an seiner Zusammensetzung ist das Gas ein Überbleibsel eines Sterns, der vor 13 Milliarden Jahren explodierte", erklärte Pettini. "Es bietet die erste Analyse des Inneren eines der frühesten Sterne des Universums."
Die Ergebnisse liefern experimentelle Beobachtungen einer Zeit, die bisher nur mit Computersimulationen modelliert werden konnte, und helfen Astronomen, Lücken im Verständnis der Entwicklung des chemischen Universums zu schließen.
„Wir haben winzige Mengen von Elementen in der Wolke in Anteilen entdeckt, die sich stark von ihren relativen Anteilen in normalen Sternen heute unterscheiden. Am wichtigsten ist, dass das Verhältnis von Kohlenstoff zu Eisen 35-mal höher ist als in der Sonne gemessen “, sagte Pettini. „Die Zusammensetzung lässt darauf schließen, dass das Gas von einem Stern freigesetzt wurde, der 25-mal so massereich ist wie die Sonne und ursprünglich nur aus Wasserstoff und Helium bestand. Tatsächlich ist dies ein Fossilienbestand, der uns eine fehlende Verbindung zum frühen Universum bietet. “
Die Studie wurde in monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society von Ryan Cooke, Max Pettini und Regina Jorgenson am IoA zusammen mit Charles Steidel und Gwen Rudie am California Institute of Technology in Pasadena veröffentlicht.
