News: Der erste Stern
Das ist nicht verwunderlich, schließlich ist von alledem bis heute nichts überliefert. Wie der erste "Stern" des Universums aussah, darüber können nur Computersimulationen Auskunft geben - wie die von Tom Abel vom Harvard Smithsonian Center for Astrophysics und seinen Kollegen.
Im Prinzip steht die numerische Simulation des jungen Kosmos unter einem guten Stern, denn die Randbedingungen sind einfach. Die chemischen und physikalischen Umstände in jenem Urgas sind recht gut nachvollziehbar. Auch dürfte es noch keine starken Magnetfelder gegeben haben, genauso wenig wie - das ist klar - andere Sterne und ihre störenden Sternwinde oder Supernovae.
Und dennoch: die Forscher mussten viele Jahre warten, bis es Computer gab, die ihren Ansprüchen an eine hohe Auflösung entsprachen. Der Silicon-Graphics-CRAY-Origin2000-Supercomputer des National Center for Supercomputing Applications in Illinois erlaubte schließlich die Modellierung im Maßstab von rund 100 Sonnendurchmessern. Ihr Kosmos bestand zu 94 Prozent aus kalter, dunkler Materie. Baryonen, aus denen die uns "normal" erscheinende Materie besteht, waren nur mit sechs Prozent vertreten.
Die Ergebnisse zeigen, dass der erste Stern inmitten einer protogalaktischen Wolke entstand, die Folge jener winzigen Ungleichförmigkeiten war. Diese Zusammenballung der Urgase war dicht und kalt, und es dauerte nur 140 Millionen Jahre, bis der sonnengroße Kern der Wolke auf das 100-fache unserer Sonne heranwuchs und sich Wasserstoff- und Heliummoleküle bilden konnten. Die Modelle zeigten auch, dass sich diese Supersterne vereinzelt bildeten und nicht - wie heute üblich - in Gesellschaft vieler anderer.
Dieser gigantische Stern war metallfrei, das heißt er bestand nur aus besagtem Wasserstoff und Helium. Alles was schwerer war - also von Lithium aufwärts - entstand erst im Laufe vieler Sternengenerationen, während der die Überreste alter Sterne immer wieder in den jungen recycelt wurden. Nun sind schwerere Elemente aber schon in Sternenlicht nachweisbar, das von dem wenig mehr als eine Milliarden Jahre alten Universum zeugt. Diese Elemente mussten also in dieser Zeit entstanden - und verteilt! - worden sein. Und genau für die weiträumige Verteilung scheinen sich diese einzelnen Supersterne besonders gut geeignet zu haben. Denn sie waren kurzlebig und endeten in einer unvorstellbaren Supernova.
Was dabei genau vor sich ging, dafür reichte auch der Supercomputer nicht, weshalb die Forscher jetzt auf die 14 Billionen Rechenschritte pro Sekunde hoffen, die das TeraGrid-Netzwerk in Zukunft durchführen kann. In ihm sollen unter der Ägide der National Science Foundation verschiedene Supercomputer vereint werden.
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