Kosmische Lichtblitze: Feuerwerk im All

Lebewesen aus Wasserstoff und Helium kann es nach unserem Wissen nicht geben. Zu flüchtig sind die Gase und unfähig, komplexe Moleküle zu bilden. Der Urknall brachte aber fast nur diese Leichtgewichte hervor, weswegen die Natur nachbessern musste, um lebensnotwendige Substanzen wie Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff zu produzieren.

Nach neuesten Erkenntnissen sorgte ein Feuerwerk explodierender Sterne dafür, dass sich das junge Universum wesentlich schneller mit diesen schweren Elementen füllte, als die Forscher bis vor kurzem noch annahmen.

Diese Supernovae hatten zuvor in ihrem Innern die leichten Elemente zu schwereren fusioniert. Damit schuf der Kosmos schon sehr früh die Bedingungen für das Entstehen von Leben.

Zwei unsichtbare Galaxien

„Wir waren sehr überrascht, als wir unsere Messdaten ausgewertet hatten“, sagt Sandra Savaglio vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching. Sie leitet ein internationales Astronomenteam, dem durch einen Glücksfall eine bedeutende Entdeckung gelang.

Am 23. März 2009 leuchtete am Himmel unvermutet ein Himmelskörper auf. Als erstes registrierte das Weltraumteleskop Fermi der Nasa den Gammastrahlenausbruch mit der Bezeichnung GRB090323. Fermi alarmierte ein Netz von Observatorien, die daraufhin möglichst rasch versuchten, den Himmelskörper detailliert zu untersuchen.

Größte Eile war geboten, denn die Gammablitze glimmen im Bereich des sichtbaren Lichts nur schwach auf und klingen innerhalb von wenigen Tagen unter die Nachweisgrenze ab.

Savaglio und Kollegen gelang es, das Licht von GRB090323 mit einem der Großteleskope der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile in seine Spektralanteile zu zerlegen. Dabei stießen sie auf eine große Überraschung, die sie kürzlich in der britischen Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlichten.

Das Licht hatte auf dem Weg zur Erde zwei unsichtbare Galaxien durchquert. Das darin vorhandene Gas wirkte wie ein Filter und absorbierte das Licht bei bestimmten Wellenlängen, so dass sich in dem Spektrum die Fingerabdrücke von einer Vielzahl von Stoffen zeigten, darunter Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff.

Erstaunlich viele Elemente

Nach einer genauen Analyse war klar, dass das Gas in diesen beiden Galaxien mehr schwere Elemente enthält als unsere Sonne, obwohl diese jungen Sternsysteme zu einer Zeit existierten, als das Universum erst 1,4 Milliarden Jahre alt war. Gemessen am heutigen Weltalter von 13,4 Milliarden befand es sich damals noch im Kindesalter. „Wir haben nicht erwartet, dass sich das Universum so früh chemisch schon so weit entwickelt hat“, sagt Savaglio.