Astronomie: Überreste des Lichts der allerersten Sterne des Universums entdeckt

Astronomen haben die Überreste des Lichts der allerersten Sterne unseres Universum identifiziert. Aktive Sonnen gab es demnach bereits 180 Millionen Jahre nach dem Urknall, erklären die Forscher im US-Wissenschaftsmagazin Nature. Unsere Teleskope können aber kein sichtbares Licht aus dieser Epoche erkennen, weil die Signale auf ihrem langen Weg ins Spektrum der Radiowellen verschoben wurden.

Dort haben sie die Astronomen nun mit dem Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature (EDGES) am Murchison Radio-astronomy Observatory in Westaustralien entdeckt. Dem leitenden Forscher Judd Bowman von der Arizona State University zufolge fanden sie das Signal dort, wo es erwartet worden war – nur sei es deutlich stärker als angenommen.

Äußerst schwer zu findendes Signal

Wie die National Science Foundation (NSF) erläutert, hatten die theoretischen Modelle vorhergesagt, dass die ersten Sterne des Universums massiv sowie kurzlebig waren und blaues Licht ausstrahlten. Astronomen haben bereits seit längerem nach indirekten Indizien dafür gefahndet, vor allem in der kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung, die das Universum als Überbleibsel der Zeit kurz nach dem Urknall durchdringt. Darin sollte ein kleiner Abfall zu erkennen sein, der zwischen 65 MHz und 95 MHz liegt – einigen der meistgenutzten Frequenzen auf der Erde, auf denen außerdem noch viele natürliche Quellen in der Milchstraße senden. Es ist wie der Versuch, mitten in einem Hurrikan den Flügelschlag eines Kolibris zu hören, vergleicht es Peter Kurczynski von der NSF.

Dank früherer Forschung seien die Astronomen aber zuversichtlich gewesen, dass es möglich ist, das Signal zu finden; schließlich hätten sie es extrahiert. Der gefundene Abfall betrage zwar lediglich 0,1 Prozent der Signalstärke, sei damit aber trotzdem doppelt so stark wie erwartet. Deshalb hätten die Forscher ihre Ergebnisse zwei Jahre lang überprüft, etwa um sicherzustellen, dass es nicht von einem Instrument selbst verfälscht wurde. Schließlich hätten sie sogar extra eine zweite Antenne gebaut und auf einen anderen Himmelsbereich gerichtet. Erst dann waren sie sicher, tatsächlich die Überreste der allerersten Sterne des Universums gefunden zu haben. Das so nachgewiesene Licht wurde nur vergleichsweise kurz generiert, denn schon 250 Millionen Jahre nach dem Urknall verhinderten die Zustände des Universum die weitere Ausstrahlung.

Erkenntnisse zur Dunklen Materie

Für die unerwartete Stärke des Signals machen die Wissenschaftler Dunkle Materie verantwortlich, die das Gas im frühen Universum stärker abgekühlt habe, als errechnet. Damit wäre die beobachtete Strahlung nicht nur der erste indirekte Hinweis auf diese mysteriöse Materie, der nicht auf deren Gravitation beruht. Außerdem weise das Ergebnis darauf hin, dass Dunkle Materie leichter sei, als bislang angenommen. Das könnte erklären, warum sie trotz jahrzehntelanger Suche immer noch nicht direkt beobachtet werden konnte. Möglicherweise seien deswegen andere Experimente notwendig, um diese lange erhofften Nachweis zu erbringen. (mho)