10.07.2009

Zwillinge unter den ersten Sternen

Derzeit sind Zwillingssterne häufig. Detaillierte Modellrechnungen des jungen Universums zeigen, dass es auch unter den ersten Sternen Geschwister gab.

Menlo Park/Washington (dpa) - Auch unter den ersten Sternen gab es bereits Zwillinge. «Bisher haben wir angenommen, dass diese Sterne sich allein formten», erläuterte Astrophysiker Matthew Turk vom Kavli-Institut im kalifornischen Menlo Park. «Aber in unseren Computersimulationen sehen wir nun, dass sie manchmal Geschwister hatten.» Turk hatte mit Kollegen eine extrem detaillierte Modellrechnung des jungen Universums laufen lassen.

Die Forscher simulierten die Entwicklung der ersten Sterne in einem kleinen Ausschnitt des Alls. Dort hinein streuten sie Gas und Dunkle Materie in einer Menge und Verteilung, wie sie sich noch heute aus der sogenannten kosmischen Hintergrundstrahlung ableiten lässt. Dieses «Echo des Urknalls» spiegelt die nahezu gleichförmige Materieverteilung im frühen Universum wider. Aus winzigen Schwankungen in dieser Verteilung waren die ersten Sterne und Galaxien entstanden.

In ihren fünf Modellrechnungen, die jeweils 64 Computerprozessoren drei Wochen lang beschäftigten, konnten die Forscher verfolgen, wie sich Gas zu Sternen zusammenballte. In einer von fünf Simulationen entstand dabei ein Doppelstern. Diese Embryonen der Sternenzwillinge besaßen bereits 10 und 6,3 Mal soviel Masse wie unsere Sonne und wären sehr wahrscheinlich zu einem Vielfachen davon herangewachsen. Frühere kosmologische Simulationsrechnungen hatten darauf hingedeutet, dass die ersten Sterne jeweils isoliert entstanden waren.

«Das Verständnis der ersten Sterne hilft uns zu verstehen, was wir heute sehen», erläuterte Turk. So lasse sich damit die Entstehung und Entwicklung der Struktur des Universums detaillierter verfolgen. «Diese Sterne bilden die Saat für die Sternentstehung der folgenden Generation, wenn wir also diese Sterne verstehen, können wir auch besser verstehen wie sich andere Sterne und Galaxien gebildet haben.» Derzeit sind Zwillingssterne häufig. Nach Astronomenschätzungen ist etwa jeder zweite Stern in unserer Galaxie Teil eines Zwillingssystems.

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Originalveröffentlichung:
Matthew J. Turk, Tom Abel, Brian O'Shea: The Formation of Population III Binaries from Cosmological Initial Conditions. Science, Onlinepublikation vom 9.Juli (2009)

http://dx.doi.org/10.1126/science.1173540