Immer weniger Sterne: Stirbt der Kosmos?

Darstellung des Kosmos

Astrophysiker sind angesichts neuer Daten absolut ratlos und sagen: Das Universum stirbt. Müssen wir unsere Annahmen über den Kosmos wieder einmal komplett über den Haufen werfen? 

Direkt mal zu Beginn eine unfassbare Zahl: 4×1048. Ausgesprochen wird das wie folgt: Vier Billion Billion Billion Billion Billion Billion Billion. Hierbei handelt es sich um die Anzahl aller Photonen im gesamten Universum. Photonen sind Teilchen des Lichts. Diese Gesamtanzahl der kosmischen Photonen gibt Auskunft darüber, wie viel Licht die Sterne des Universums bisher abgestrahlt haben. Die Zahl klingt gigantisch. Aber bei der immensen Größe des Universums bietet all dieses Licht ungefähr so viel Erhellung wie eine 60-Watt-Glühbirne aus vier Kilometern Entfernung. 

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Seit 2008 untersucht das Fermi Gamma-ray-Weltraumteleskop den Weltraum im Gamma-Bereich. In diesem Bereich können wir besonders heftige, energiereiche kosmische Prozesse wie Supernovae oder Kollisionen von Sternen beobachten. Anhand der über die Jahre gesammelten Daten des Fermi-Weltraumteleskops konnte ein Team von Astronomen der Clemson University in den USA die Anzahl aller Photonen des gesamten Universums ausrechnen. Das funktionierte folgendermaßen: Die Astronomen schätzten zunächst die Größe des sichtbaren Universums. Ein mehrdimensionaler Raum mit einem Durchmesser von vielen Milliarden Lichtjahren, der mindestens eine bis zwei Billionen Galaxien und eine Billion Sterne enthält. Die meisten dieser Sterne und Galaxien sind viel zu weit entfernt und zu schwach, um sie mit den besten Teleskopen wie James Webb detailliert analysieren zu können. Aber das spielt keine Rolle, denn die gesamte Energie, die jemals von allen Sternen des Universums abgestrahlt wurde, ist immer noch da und füllt den Kosmos mit einer Art Nebel, einem Meer von Photonen, das als extragalaktisches Hintergrundlicht bekannt ist. Wir schwimmen also permanent in einem Ozean aus all dem Sternenlicht, das es jemals gab.

Weltraumteleskop im Kosmos
Weltraumteleskope berechnen die Sternendichte

Das extragalaktische Hintergrundlicht

Und dieses extragalaktische Hintergrundlicht hat es in sich – im wahrsten Sinne des Wortes. Denn in diesem diffusen Lichtabdruck ist die gesamte Geschichte der Geburt und des Todes von Sternen im Universum geschrieben, von seinen Anfängen vor 13,8 Milliarden Jahren bis heute. So ein bisschen wie ein uralter Baum, in dessen Maserung Ihr die Einflüsse seit Anbeginn der Zeit ablesen können. Deshalb war das extragalaktische Hintergrundlicht das perfekte Beobachtungsobjekt für die Astronomen der Clemson University und das Fermi Teleskop. Um noch genauere Informationen über die Entwicklung der gesamtkosmischen Photonen zu erhalten, haben sie auch den Einfluss sogenannter Blazare untersucht. 

Was ist ein Blazar? 

In einigen Galaxien geht in ihrem Zentrum wirklich die Post ab. Dort befinden sich supermassive Schwarze Löcher, die in einer gewaltigen Akkretionsscheibe Material herumwirbeln. Es entsteht so viel Energie, das diese in heftigen Ausbrüchen fortgeschleudert wird. Solche hyperaktiven Schwarzen Löcher, also solche aktiven Galaxienkerne bezeichnet man als Quasar. Und es gibt Quasare, deren Energieausbrüche genau in Richtung Erde zeigen. Solche Quasare, deren Energieausbrüche in Richtung Erde erfolgen, nennt man Blazare. Und die Energieausbrüche der Blazare hinterlassen deutliche Spuren im extragalaktischen Hintergrundlicht. 

Um zu unserem Baum-Beispiel zurückzukehren – das ist so, als könnte man überall im Querschnitt des Baums deutliche Macken sehen, die von heftigen singulären Ereignissen herrühren. Vaidehi Paliya, Leiterin der Studie, sagt: “Mit Hilfe von Blazaren haben wir das gesamte Sternenlicht in verschiedenen Zeiträumen gemessen. Wir haben das gesamte Sternenlicht jeder Epoche gemessen – vor 1 Milliarde Jahren, vor 2 Milliarden Jahren, vor 6 Milliarden Jahren und so weiter – bis zurück zur ersten Sternentstehung.“ Durch die Analyse des extragalaktischen Hintergrundlichts und der Stärke der Blazarausbrüche über die Jahrmilliarden hinweg, konten die Astronomen ein sehr akkurates Bild der Photonenzahl und damit der Sternentstehung im Kosmos über die komplette Zeitspanne seiner Existenz hinweg erstellen. Anders gesagt: Die Forscher wissen nun, wann wie viele Sterne im Kosmos entstanden sind und wie viel Licht dabei jeweils abgestrahlt wurde. Und jetzt die deprimierende Nachricht: Der Kosmos stirbt. 

Darstellung eines Sternentstehungsnebels
Im Nebel: Hier entstehen zahlreiche Sterne

Immer weniger Sterne: Der Kosmos stirbt

Die Astronomen konnten aus den Ergebnissen ablesen, dass die Sternentstehungsrate auf dem absteigenden Ast ist. Die Rate von neu entstehenden Sternen erreichte schon vor Milliarden Jahren ihren Höhepunkt und seitdem werden im gesamten Kosmos immer weniger Sterne geboren. In der Milchstraße entstehen pro Jahr nur sieben neue Sterne. Warum die Sternenentstehung so sehr zurückgeht und das Universum von seinen aktiven jungen Jahren in den Herbst seines Lebens übergegangen ist, ist für die Forscher ein großes Rätsel. 

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Natürlich gab es vor Milliarden Jahren noch viel mehr kosmisches Material, vor allem gigantische Wasserstoffwolken, aus denen neue Baby-Sterne entstehen konnten. Und jetzt, wo es schon sehr viele Sterne gibt, mangelt es einfach an Produktionsmaterial – aber das alleine reicht nicht als Erklärung für die so überraschend niedrige Sternentstehungsrate. 

Weniger Sterne, weniger Leben

Die Metapher mit dem “Sterben” des Universums ist tatsächlich akkurat, denn der Prozess der Sternentstehung ist letztlich der Prozess, dem wir unser Leben verdanken. Die Planetenforscherin Dr. Ashley King sagt: “Fast alle Elemente im menschlichen Körper sind in einem Stern entstanden, und viele von ihnen haben mehrere Supernovae überstanden. Eine ganze Reihe verschiedener Sterne haben die Elemente beigesteuert, die wir in unserem eigenen Sonnensystem, auf unserem Planeten und in unserem Körper vorfinden.” Es klingt zwar kitschig, aber im Grunde bestehen wir alle aus Sternenstaub. 

Darstellung der Elemente im menschlichen Körper
Wir sind aus Sternenstaub: Elemente im menschlichen Körper

Nur unter den extremen Bedingungen innerhalb von Sternen konnten die meisten Elemente überhaupt erst entstehen. Sterne sind also die Schmieden für die Elemente des Lebens – und nicht zuletzt spenden sie natürlich für Leben essentielles Licht und Wärme. Man kann also sagen: Weniger neue Sterne bedeutet weniger Quellen für neues Leben.

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