Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, einen Kuchen zu backen, aber Ihre Küche enthält fast keine Grundzutaten. Genau das hielten Astronomen lange Zeit für die Bedingungen im frühen Universum. Doch das James-Webb-Teleskop hat jetzt eine fast unmögliche Entdeckung gemacht, die alles über den Ursprung unserer Planeten auf den Kopf stellt.
Wir dachten, ohne die richtigen Metalle gäbe es keinen festen Staub – die Keimzelle jedes Planeten. Aber die winzige Zwerggalaxie Sextans A beweist uns das Gegenteil. Was die Sterne dort fabriziert haben, sollte nach allen Regeln der Kosmologie eigentlich gar nicht möglich sein. Wenn Sie das nächste Mal einen Stein anfassen, denken Sie daran: Er wurde unter Bedingungen „gebacken“, die wir für unmöglich hielten.
Warum Ihre Vorstellung vom Urknall falsch ist
Wir leben in einer Welt, die reich an schweren Elementen ist – Eisen, Silizium, Kohlenstoff. Unsere eigene Milchstraße ist damit gesegnet. Aber im Universum kurz nach dem Urknall herrschten hauptsächlich Wasserstoff und Helium. Alles andere musste erst „gekocht“ werden.
Astronomen haben Sextans A (etwa vier Millionen Lichtjahre entfernt) als perfektes Labor gewählt. Sie hat nur etwa 3% bis 7% der „Metallizität“ unserer Sonne. Man erwartete, dass die Sterne dort kaum genug Material sammeln, um überhaupt Staub zu produzieren. Es ist, als würde man in Deutschland erwarten, dass der Bäcker mit nur einem Drittel des üblichen Mehls Brote backt.
Der kuriose Eisen-Trick der Alten Sterne
Forscher konzentrierten sich auf sogenannte AGB-Sterne – alte Riesensterne am Ende ihres Lebens. Normalerweise werfen diese Sterne Silikatstaub ab. Was das Webb-Teleskop jedoch anhand des MIRI-Spektrometers fand, war ein Schlag ins Gesicht der Erwartungen.
Eine dieser Sternen fand eine “komplett andere Rezeptur”:
- Anstatt des erwarteten Silikats entdeckte man Staub, der fast ausschließlich aus reinem metallischem Eisen bestand.
- Ein anderes Licht: Dieser Eisenstaub absorbiert Licht effizient, hinterlässt aber keine klaren Spektralspuren, was früher zu großen Verwirrungen bei der Beobachtung ferner Galaxien führte.
Man muss sich das vorstellen: Wo kein Silizium war, um die Standard-„Kekse“ zu backen, hat der Stern einfach reines Eisen gemahlen. Das zeigt, dass die ersten kosmischen Fabriken **erstaunlich erfinderisch** waren.
Versteckte Moleküle: Die Kohlenstoff-Inseln
Aber die Überraschungen endeten dort nicht. Die Forscher suchten auch nach komplexen Kohlenstoffmolekülen (PAHs), die ebenfalls wichtig für die spätere Planetenbildung sind. Auch hier galt: In metallarmen Umgebungen dürften sie eigentlich nicht stabil sein.
Elizabeth Tarantino vom Space Telescope Science Institute bemerkte, dass diese Moleküle gefunden wurden, allerdings an einem sehr spezifischen Ort. Stellen Sie sich das vor wie kleine, sichere Zufluchtsorte in einer feindlichen Stadt.
Der Knackpunkt: PAH-Moleküle existieren nur nicht überall im interstellaren Raum von Sextans A. Sie verstecken sich in winzigen, dichten Gasinseln. Diese „Inseln“ schützen die komplexen Kohlenstoffe davor, von der harten Strahlung zerstört zu werden, die in diesen armen Galaxien herrscht.
Ihr kosmischer Lektion für den Alltag
Was bedeutet das für uns? Wenn Sie in Deutschland überlegen, ein Haus zu bauen, denken Sie vielleicht an Standardmaterialien. Aber die ersten Sterne bauten Planeten, indem sie improvisierten. Sie nutzten, was sie hatten (in diesem Fall oft Eisen als Hauptkomponente), und fanden Wege, komplexe Strukturen aufzubauen, lange bevor die „Supermärkte“ des Universums mit allen Elementen gut gefüllt waren.
Die Entdeckung in Sextans A ist der Beweis, dass die Bedingungen für die Materiebildung viel früher und unter viel extremeren Bedingungen begannen, als wir dachten. Jedes Atom in Ihrer Hand, das nicht Wasserstoff oder Helium ist, hat eine unwahrscheinlich lange und kreative Reise hinter sich.
Welche anderen „verbotenen“ chemischen Reaktionen hält das frühe Universum Ihrer Meinung nach noch versteckt, die wir erst entdecken müssen?
