Bildnachweis: Harvard CfA
Neue Berechnungen von zwei Harvard-Astronomen sagen voraus, dass die ersten „sonnenähnlichen“ Sterne im Universum allein waren; ohne Planeten oder Leben. Nachdem sie als Supernovae explodiert waren und das Universum mit schwereren Materialien besiedelt hatten, bildeten sich andere Sterne in Sternenkindergärten. Die nächste Generation von Sternen war wahrscheinlich in Masse und Zusammensetzung unserer eigenen Sonne ähnlich, aber es gab nicht genug Mineralien, um felsige Planeten wie die Erde zu erschaffen. Es dauerte eine Reihe von Supernovae, bis es genug schweres Material gab, das Planeten bilden konnte - wahrscheinlich 500 Millionen bis 2 Milliarden Jahre nach dem Urknall.
Für die meisten Menschen erinnert der Ausdruck „sonnenähnlicher Stern“ an Bilder eines freundlichen, warmen gelben Sterns, begleitet von einem Gefolge von Planeten, die möglicherweise das Leben nähren können. Neue Berechnungen der Harvard-Astronomen Volker Bromm und Abraham Loeb (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), die heute auf dem 203. Treffen der American Astronomical Society in Atlanta bekannt gegeben wurden, zeigen jedoch, dass die ersten sonnenähnlichen Sterne einsame Kugeln waren, die sich durch a bewegten Universum ohne Planeten oder Leben.
"Das Fenster fürs Leben öffnete sich irgendwann zwischen 500 Millionen und 2 Milliarden Jahren nach dem Urknall", sagt Loeb. „Vor Milliarden von Jahren waren die ersten Sterne mit geringer Masse einsame Orte. Der Grund für diese jugendliche Einsamkeit ist in die Geschichte unseres Universums eingebettet. “
Am Anfang
Die allererste Generation von Sternen war überhaupt nicht wie unsere Sonne. Es waren weißglühende, massive Sterne, die sehr kurzlebig waren. Sie brannten nur wenige Millionen Jahre, brachen zusammen und explodierten als brillante Supernovae. Diese allerersten Sterne begannen den Aussaatprozess im Universum und verbreiteten wichtige Elemente wie Kohlenstoff und Sauerstoff, die als planetare Bausteine dienten.
„Zuvor habe ich mit Lars Hernquist und Naoki Yoshida (ebenfalls bei der CfA) diese ersten Supernova-Explosionen simuliert, um ihre Entwicklung und die Menge der von ihnen produzierten schweren Elemente (Elemente, die schwerer als Wasserstoff oder Helium sind) zu berechnen“, sagt Bromm. "Jetzt haben Avi Loeb und ich in dieser Arbeit festgestellt, dass eine einzelne Supernova der ersten Generation genug schwere Elemente produzieren kann, damit sich die ersten sonnenähnlichen Sterne bilden können."
Bromm und Loeb zeigten, dass viele Sterne der zweiten Generation Größen, Massen und damit ähnliche Temperaturen wie unsere Sonne hatten. Diese Eigenschaften resultierten aus dem kühlenden Einfluss von Kohlenstoff und Sauerstoff bei der Bildung der Sterne. Selbst Elementarhäufigkeiten von nur einem Zehntausendstel der in der Sonne gefundenen waren ausreichend, um kleinere Sterne mit geringer Masse wie unsere Sonne zur Welt zu bringen.
Diese geringen Vorkommen verhinderten jedoch die Bildung felsiger Planeten um diese ersten sonnenähnlichen Sterne, da es an Rohstoffen mangelte. Erst als weitere Generationen von Sternen lebten, starben und das interstellare Medium mit schweren Elementen bereicherten, wurde die Geburt von Planeten und das Leben selbst möglich.
"Das Leben ist ein neues Phänomen", stellt Loeb eindeutig fest. "Wir wissen, dass viele Supernova-Explosionen nötig waren, um all die schweren Elemente herzustellen, die wir hier auf der Erde und in unserer Sonne und in unseren Körpern finden."
Jüngste Beobachtungsergebnisse bestätigen ihre Feststellung. Studien an bekannten extrasolaren Planeten haben eine starke Korrelation zwischen dem Vorhandensein von Planeten und der Häufigkeit schwerer Elemente („Metalle“) in ihren Sternen gefunden. Das heißt, ein Stern mit höherer Metallizität und schwereren Elementen besitzt eher Planeten. Umgekehrt ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Planet Planeten hat, je geringer die Metallizität eines Sterns ist.
"Wir fangen gerade erst an, die Metallizitätsschwelle für die Planetenbildung zu untersuchen. Es ist daher schwer zu sagen, wann genau sich das Fenster für das Leben geöffnet hat. Wir haben jedoch das Glück, dass die Metallizität der Materie, die unser Sonnensystem hervorgebracht hat, hoch genug war, damit sich die Erde bilden kann “, sagt Bromm. „Wir verdanken unsere Existenz auf sehr direkte Weise allen Sternen, deren Leben und Tod der Entstehung unserer Sonne vorausgingen. Und dieser Prozess begann direkt nach dem Urknall mit den ersten Sternen. Während sich das Universum entwickelte, besiedelte es sich nach und nach mit allen schweren Elementen, die für die Bildung von Planeten und Leben erforderlich sind. Daher war die Entwicklung des Universums ein schrittweiser Prozess, der zu einem stabilen G-2-Stern führte, der das Leben erhalten kann. Ein Stern, den wir die Sonne nennen. “
Originalquelle: Harvard CfA Pressemitteilung
