Warum werden Sterne im Universum 2,5-mal langsamer geboren?

Ein internationales Astronomenteam unter der Leitung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat nach groß angelegten Messungen der neutralen Wasserstoffreserven der letzten 4,5 Milliarden Jahre unerwartete Ergebnisse präsentiert. Laut Ixbt.com ist die Sternentstehungsrate im Universum in diesem Zeitraum um fast das 2,5-fache gesunken, während die Dichte des neutralen atomaren Wasserstoffs – der primäre „Brennstoff“, aus dem molekularer Wasserstoff und später Sterne entstehen – nur um das 1,4-fache abgenommen hat. Dies berichtet Ixbt.com berichtet .

Für diese umfangreiche Studie wurden zwei leistungsstarke wissenschaftliche Instrumente eingesetzt. Das erste ist das weltweit größte FAST-Radioteleskop in der chinesischen Provinz Guizhou mit einem Durchmesser von 500 Metern, das Strahlung bei einer Wellenlänge von 21 cm erfasste. Das zweite ist das spektroskopische DESI-Projekt am Nicholas Mayall Teleskop in Arizona, USA. Gemeinsam sammelten diese Instrumente Daten zu fast 2,5 Millionen Galaxien und deckten ein Drittel des Himmels ab.

Brennstoff ist vorhanden, aber die 'Produktion' stockt

Die wissenschaftliche Gemeinschaft ging bisher davon aus, dass Sterne aus kalten molekularen Wasserstoffwolken entstehen, die wiederum aus neutralem Wasserstoff gebildet werden. Daher hätte der Prozess mit dem Aufbrauchen der Reserven enden müssen. Die Daten der FAST- und DESI-Teleskope widerlegten jedoch dieses Muster. Obwohl die Reserven an neutralem Wasserstoff weitgehend erhalten geblieben sind, hat sich die Sternenfabrik verlangsamt.

Einer der Studienleiter, Xun Gong, betonte, dass der beobachtete Prozess die Abkühlungsphase in der Spätphase des Universums umfasst. Seit dem „kosmischen Mittag“ vor etwa 10 Milliarden Jahren, dem Höhepunkt der Sternentstehung, sind die Werte rückläufig. Dennoch erfordert das Missverhältnis zwischen dem vorhandenen neutralen Wasserstoff und der stark zurückgehenden Sternenproduktion eine wissenschaftliche Erklärung.

Die Bedeutung des Baryonenzyklus

Wissenschaftler glauben, dass die Ursache in der Baryonen-Zirkulation liegt. Der Baryonenzyklus beschreibt den Austausch von gewöhnlicher Materie zwischen Galaxien und dem intergalaktischen Medium. Materie wird aus dem kosmischen Netz in eine Galaxie gezogen, wobei ein Teil zu Sternen wird, während ein anderer Teil durch Supernova-Explosionen und Sternwinde wieder ausgestoßen wird.

Die Autoren vermuten, dass mit zunehmendem Alter des Universums der Gasstrom aus dem großräumigen Netz schwächer wird. Während die Gesamtmenge an neutralem Wasserstoff stabil bleibt, sinkt die Effizienz seiner Umwandlung in molekulares Gas. Infolgedessen wird das bereits für Sterne verbrauchte Gas nicht mehr ersetzt, und der Prozess stabilisiert sich allmählich, obwohl die Reserven noch nicht erschöpft sind.

Die bisherigen Ergebnisse spiegeln einen spezifischen Moment im späten Universum wider und nicht die gesamte Vergangenheit. Das FAST-Teleskop kann etwa 7,2 Milliarden Jahre zurückblicken, doch für die Erforschung noch früherer Epochen sind tiefergehende Analysen in verschiedenen Bereichen erforderlich. Diese Forschung bildet ein solides Fundament für zukünftige Entdeckungen zur Geschichte des Universums.