Ein Erbe der ersten Sternengeneration
Elementverteilung des primitivsten Sterns gibt Rätsel auf
Die allerersten Sterne des Universums sind längst verglüht. Um herauszufinden, wie groß sie waren, analysieren Astronomen die zweite Sternengeneration. Der kürzlich entdeckte Stern HE0107-5240 ist der primitivste bekannte Himmelskörper, doch seine chemische Zusammensetzung lässt viele Fragen offen. In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature (Bd. 422, S. 834, S. 869, S. 871 u. S. 825) versuchen gleich drei Forscherteams, die Entstehungsgeschichte des rätselhaften Sterns nachzuvollziehen.
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HE0107-5240 zeichnet sich vor allem durch seinen niedrigen Eisengehalt aus, der 200.000-mal geringer ist als der der Sonne. Da zu Beginn des Universums nur Wasserstoff vorhanden war, müssen alle schwereren Elemente bei der Explosion der ersten Sterne entstanden sein.
Aus dem Anteil dieser schwereren Elemente in den Sternen der zweiten Generation versuchen die Forscher, Rückschlüsse auf die ältesten Sterne zu ziehen. Besonders rätselhaft an HE0107-5240 ist die Tatsache, dass er im Vergleich zur Sonne ein sehr hohes Verhältnis von Kohlenstoff und Stickstoff zu Eisen aufweist. Die drei Forscherteams stellen nun komplizierte Überlegungen an, um diese Beobachtung zu erklären.
Hideyuki Umeda and Ken'ichi Nomoto von der Universität von Tokyo vermuten, dass die ersten Sterne 20 bis 130 mal so schwer waren wie die Sonne und schon nach kurzer Zeit in gewaltigen Supernova-Explosionen endeten. Sie vermuten, dass ein Großteil der schwereren Elemente in die dabei entstehenden Schwarzen Löcher gesogen wurden, während Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff in der Explosionswolke landeten und das Baumaterial für die nächsten Sterne bildeten. Forscher um Raffaella Schneider vom Osservatorio Astrofisico di Arcetri bei Florenz stimmen prinzipiell mit diesem Szenario überein, vermuten aber, dass die ersten Sterne bis zu 250 Sonnenmassen schwer waren.
Piercarlo Bonifacio vom Osservatorio Astronomico di Trieste und seine Kollegen nehmen dagegen an, dass zwei Supernovae nötig waren, um die beobachtete Elementverteilung zu erzeugen: Ein massereicher, metallfreier Stern aus der ersten Generation produzierte demnach die leichteren Elemente, ein nicht ganz so massiver Wasserstoff-Stern steuerte die schwereren Elemente, unter anderem Magnesium und Eisen bei.
Welche der drei Möglichkeiten die richtige ist, muss sich noch zeigen. Dazu wird wohl das Studium weiterer Sterne nötig sein, schreibt Timothy Beers von der Michigan State University in einem begleitenden Kommentar.
Ute Kehse
