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Fingerabdruck der ersten Sterne aufgespürt

Themen zur Kosmologie, Urknall, inflationärer Kosmologie, Expansion, Entwicklung und Zukunft des Universums
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Frank
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Fingerabdruck der ersten Sterne aufgespürt

Beitrag von Frank » 22. Mai 2018, 10:02

Signal des frühesten Sauerstoffs
Noch spannender aber war, was diese Spektrallinie verriet. Denn es handelte sich um den spektralen Fingerabdruck von doppelt ionisiertem Sauerstoff – einem Element, das erst in Sternen durch Kernfusion entstanden ist. Nach dem explosiven Tod der ersten Sternengeneration hat sich dieses Element im Kosmos ausgebreitet. Der bisher früheste Nachweis dieses Elements stammt aus der Zeit rund 600 Millionen Jahre nach dem Urknall.

Jetzt jedoch haben Hashimoto und sein Team den "Fingerabdruck" eines noch einmal 100 Millionen Jahre älteren Sauerstoffs entdeckt. Seine Präsenz belege, dass vor den in der Galaxie MACS1149-JD1 sichtbaren Sternen noch mindestens eine Vorgänger-Generation gegeben haben muss, so die Astronomen. Über ein astrophysikalisches Modell errechneten sie, wann diese ersten Sterne entstanden sein müssen.
Erste Sterne schon nach 250 Millionen Jahren
Das Ergebnis: Schon 250 Millionen Jahre nach dem Urknall müssen in der fernen Galaxie erste Sterne geleuchtet haben. Die Astronomen vermuten, dass ihre starke Strahlung damals das galaktische Gas weit ins All hinausschleuderte und zu einer vorübergehenden Pause der Sternbildung führte. Erst als das Gas wieder zurückströmte, begann ein zweiter Schub der Sternengeburten – und ionisierte den von den ersten Sternen produzierten Sauerstoff.
:sp:

http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-22 ... 05-17.html

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0117-z

War das nicht auch die Zeit dieser Riesensterne? (also nicht das was wir heute kennen, sondern diese Supergiganten)

Gab es also Sterne, die ihre Strahlung bis an den "Rand " des Universums geblasen haben?
Ich bin da jetzt ein bisschen verwirrrt, weil zum Einen das Universum damals ja bei weitem nicht so groß war als heute(wie groß eigentlich?)und die ersten Sterne ja wahre Monster gewesen sein müssen und somit einen unglaublichen Strahlungsdruck erreicht haben.
Ich denke auch das die Quasare aus denen letzlich hervor gehen.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Fingerabdruck der ersten Sterne aufgespürt

Beitrag von Skeltek » 24. Mai 2018, 18:02

Ich frage mich da oft, wie es die besonders schwere Materie bei der Sternexplosion nach Außen schafft. Letzten Endes ist es doch eigentlich eine durch den Kollaps verursachte schlagartige Detonation des umliegenden Wasserstoffs, welche sich an den schweren inneren Elementen wieder nach außen abdrückt. Schwer vorzustellen, dass da Materie von Innen überhaupt raus geschleudert wird, geschweige denn aus dem Einflussbereich des Kerns heraus und dann Fluchtgeschwindigkeit erreicht. Nicht einmal ein großer Teil des Wasserstoffs dürfte der Gravitation durch den Kollaps entkommen.

Kann es sein, dass der größte Teil der Masse der schweren Elemente nach einer Supernova in dem ausgebrannten Stern zurück bleibt?

Und noch was: Meinst du Supergigant im Sinne von Ausdehnung oder im Sinne von Massegehalt? Anfangs bestanden die meisten Sterne ja eher aus leichten Elementen, entsprechend mehr Material war notwendig um den notwendigen Druck für Fusion aufzubauen. Die Sterne waren vermutlich viel größer aber weniger dicht?
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Re: Fingerabdruck der ersten Sterne aufgespürt

Beitrag von seeker » 25. Mai 2018, 14:17

Skeltek hat geschrieben:
24. Mai 2018, 18:02
Ich frage mich da oft, wie es die besonders schwere Materie bei der Sternexplosion nach Außen schafft.
Einiges von den schwereren Elementen wird erst in der Explosion selbst erzeugt.
Ansonsten weiß ich es nicht. Ich denke, die Elementtrennung im Stern wird nicht 100%ig sein, es wird immer auch mindestens ein wenig Strömung, Konvektion geben, die mindestens für ein wenig Durchmischung sorgt, außerdem bleibt von dem Stern bei einer Supernovaexpolsion ja nicht viel übrig, das meiste wird weggeschleudert.
Frank hat geschrieben:
22. Mai 2018, 10:02
Gab es also Sterne, die ihre Strahlung bis an den "Rand " des Universums geblasen haben?
Ich bin da jetzt ein bisschen verwirrrt, weil zum Einen das Universum damals ja bei weitem nicht so groß war als heute(wie groß eigentlich?)
Wir wissen nur, dass das Universum damals dichter war, wie groß es damals war, kann man nicht sagen. Dazu müssten wir sicher wissen, in was für einem Universum wir leben (-> räumlich endlich oder unendlich ausgedehnt, Topologie?). Für den Fall, dass es räumlich unendlich ausgedehnt ist, wäre es damals genauso groß gewesen wie heute (aber dennoch dichter), denn unendlich geteilt durch zwei = immer noch unendlich.
Interessant wird es an der Stelle aber schon, denn für den Fall, dass wir in einem räumlich geschlossenen, und damit räumlich endlichen Universum leben würden (so wie analog eine Kugeloberfläche ist), könnte die Strahlung der damaligen Sterne das Universum inzwischen sozusagen umrundet haben, d.h. es gäbe heute für uns eine Chance dieselben Sterne in verschiedenen Himmelrichtungen mehrmals zu sehen. Man hat danach auch schon gesucht, konnte aber bisher nichts derartiges nachweisen.
Grüße
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Re: Fingerabdruck der ersten Sterne aufgespürt

Beitrag von tomS » 25. Mai 2018, 18:12

seeker hat geschrieben:
25. Mai 2018, 14:17
... für den Fall, dass wir in einem räumlich geschlossenen, und damit räumlich endlichen Universum leben würden ... könnte die Strahlung der damaligen Sterne das Universum inzwischen sozusagen umrundet haben, d.h. es gäbe heute für uns eine Chance dieselben Sterne in verschiedenen Himmelrichtungen mehrmals zu sehen. Man hat danach auch schon gesucht, konnte aber bisher nichts derartiges nachweisen.
Das wäre mal zu berechnen.

Hast du dazu eine Quelle?
Gruß
Tom

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Frank
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Re: Fingerabdruck der ersten Sterne aufgespürt

Beitrag von Frank » 28. Mai 2018, 09:09

seeker hat geschrieben:
25. Mai 2018, 14:17

Wir wissen nur, dass das Universum damals dichter war, wie groß es damals war, kann man nicht sagen. Dazu müssten wir sicher wissen, in was für einem Universum wir leben (-> räumlich endlich oder unendlich ausgedehnt, Topologie?). Für den Fall, dass es räumlich unendlich ausgedehnt ist, wäre es damals genauso groß gewesen wie heute (aber dennoch dichter), denn unendlich geteilt durch zwei = immer noch unendlich.
Interessant wird es an der Stelle aber schon, denn für den Fall, dass wir in einem räumlich geschlossenen, und damit räumlich endlichen Universum leben würden (so wie analog eine Kugeloberfläche ist), könnte die Strahlung der damaligen Sterne das Universum inzwischen sozusagen umrundet haben, d.h. es gäbe heute für uns eine Chance dieselben Sterne in verschiedenen Himmelrichtungen mehrmals zu sehen. Man hat danach auch schon gesucht, konnte aber bisher nichts derartiges nachweisen.

Hmm, jetzt mal zum Verständnis.
- Das Universum dehnt sich aus. Richtig?
- also war es wor 13 Millarden Jahren einmal kleiner als heute. Richtig?
- Nach deiner Aussage könnte sich zwar das Universum ausdehene, aber in einen Raum der undendlich ist. Richtig?

Jetzt bin ich verwirrt...
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Fingerabdruck der ersten Sterne aufgespürt

Beitrag von seeker » 28. Mai 2018, 09:50

tomS hat geschrieben:
25. Mai 2018, 18:12
Das wäre mal zu berechnen.

Hast du dazu eine Quelle?
Ich habe nachgeschaut, leider habe ich auf die Schnelle nichts finden können, bin mir aber sicher, dass ich schon einmal etwas zu Untersuchungen gelesen habe, wo man den Himmel nach Doppelbildern von Galaxien abgesucht hat (und es ging da nicht um Gravitationslinsen), wobei sich das schwierig gestaltet, weil man die Galaxien dabei nicht zwingend in demselben Entwicklungsstadium/Alter sehen muss. Wenn ich noch etwas finden sollte, poste ich es hier.
Was man aber leicht findet sind Berichte zur Suche nach Doppelbildern/Mehrfachbildern im kosmischen Mikrowellenhintergrund, um Hinweise zur Topologie unseres Universums zu erhalten.
Frank hat geschrieben:
28. Mai 2018, 09:09
Das Universum dehnt sich aus. Richtig?
Ja. Aber anders wie du wohl denkst (s.u.).
Frank hat geschrieben:
28. Mai 2018, 09:09
also war es wor 13 Millarden Jahren einmal kleiner als heute. Richtig?
Nein, nicht zwingend. Sicher ist nur, dass es dichter war.
Frank hat geschrieben:
28. Mai 2018, 09:09
Nach deiner Aussage könnte sich zwar das Universum ausdehene, aber in einen Raum der undendlich ist. Richtig?
Das hier hat mit den seltsamen Eigenschaften von Unendlichkeiten zu tun:
Ein unendlich ausgedehnter Raum kann in dem Sinne nicht noch größer werden, er kann auch nicht kleiner werden, weil Unendlich geteilt durch Zwei oder mal Zwei immer unendlich bleibt.
Sein Inhalt kann aber dichter oder weniger dicht werden: Ein unendlich ausgedehnter Raum kann pro Raumvolumen viel oder wenig Materie enthalten.
In unserem Universum enthält eine Raumeinheit im Schnitt heute deutlich weniger als noch vor ein paar Mrd Jahren, d.h. der durchschnittliche Abstand zwischen der Materie (Galaxien) wächst mit der Zeit.
Das ist eigentlich gemeint, wenn von einer "Expansion des Universums" die Rede ist, eigentlich wäre "Ausdünnung" vielleicht das treffendere Wort, bei "Expansion des Universums" denkt man leicht an das globale Gesamtobjekt "Universum", was einigermaßen irreführend ist, eigentlich gemeint und abgesichert ist nur der lokale Effekt der Entwicklung des Abstands der Galaxien. Was das Universum als Gesamtobjekt macht wissen wir nicht, weil wir seine Topologie nicht kennen und daher auch nicht wissen, ob der Raum endlich oder unendlich ausgedehnt ist.
Es könnte schon im Urknall räumlich unendlich ausgedehnt gewesen sein, wenn dem so wäre, wäre eine weitere räumliche Ausdehnung ausgeschlossen, eine Ausdünnung aber nicht, sie wäre davon nicht betroffen.

Stell dir dazu einfach ein unendlich langes Maßband vor: Wenn du das dehnst oder stauchst, bleibt das Maßband unendlich lang, länger kann es nicht werden, es ist ja schon unendlich lang. Dennoch wird sich dabei der Abstand zwischen den Centimetermarkierungen verändern (das entspricht der Dichte).
Grüße
seeker


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Re: Fingerabdruck der ersten Sterne aufgespürt

Beitrag von tomS » 29. Mai 2018, 17:53

seeker hat geschrieben:
28. Mai 2018, 09:50
tomS hat geschrieben:
25. Mai 2018, 18:12
Das wäre mal zu berechnen.

Hast du dazu eine Quelle?
Ich habe nachgeschaut, leider habe ich auf die Schnelle nichts finden können, bin mir aber sicher, dass ich schon einmal etwas zu Untersuchungen gelesen habe, wo man den Himmel nach Doppelbildern von Galaxien abgesucht hat (und es ging da nicht um Gravitationslinsen), wobei sich das schwierig gestaltet, weil man die Galaxien dabei nicht zwingend in demselben Entwicklungsstadium/Alter sehen muss. Wenn ich noch etwas finden sollte, poste ich es hier.
Was man aber leicht findet sind Berichte zur Suche nach Doppelbildern/Mehrfachbildern im kosmischen Mikrowellenhintergrund, um Hinweise zur Topologie unseres Universums zu erhalten.
Ah, OK.

Ich bin mir nicht sicher, ob das mit Doppelbildern funktionieren kann, oder ob das Winkelspektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung der bessere Weg ist. Für Doppelbilder müsste das Universum außerdem klein genug sein.
Gruß
Tom

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