Eine bemerkenswerte Entdeckung: Astronomen haben eine Supernova identifiziert, deren Licht über 13 Milliarden Jahre benötigt, um die Erde zu erreichen. Damit stellt diese Sternexplosion die früheste Beobachtung ihrer Art dar. Ein spezielles Phänomen lieferte die entscheidenden Hinweise.

Die frühe Supernova GRB 250314A

Bereits 730 Millionen Jahre nach dem Urknall ereignete sich in einer fernen Galaxie die Explosion eines Sterns. Ein internationales Forschungsteam gelang es, die bislang früheste bekannte Supernova mithilfe des Weltraumteleskops „James Webb“ zu identifizieren. Die Warnung kam durch einen Gammaausbruch, der das Team auf die Spur der Supernova führte.

Die Sternexplosion, die den Namen GRB 250314A trägt, übertrifft den bisherigen Altersrekord deutlich. Bislang war die früheste bekannter Supernova die, die 1,6 Milliarden Jahre nach dem Urknall beobachtet wurde. Die aktuelle Beobachtung zeigt bemerkenswerte Ähnlichkeiten zu Supernova-Ausbrüchen im heutigen Universum, wie die Forscher im Fachjournal „Astronomy & Astrophysics“ berichten.

Gammaausbruch und seine Bedeutung

Am 14. März dieses Jahres registrierten die Detektoren des französisch-chinesischen Forschungssatelliten SVOM ein intensives Signal hochenergetischer Gammastrahlung, das mehrere Minuten anhielt. Solche langen Gamma-Ausbrüche gelten in der Himmelsforschung als Vorzeichen für die Explosion eines massereichen, schnell rotierenden Sterns. Astronomen rund um den Globus wurden sofort in Alarmbereitschaft versetzt.

Das Nachleuchten des Gammaausbruchs

Sterne, die mehr als achtmal so schwer wie unsere Sonne sind, verbrauchen ihren nuklearen Brennstoff und stürzen unaufhaltsam zu einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch zusammen. Dreht sich der kollabierende Stern schnell, können an seinen Polen gebündelte Materiestrahlen entstehen, die mit hoher Geschwindigkeit ins All geschleudert werden. Diese Vorgänge führen kurzfristig zur Emission von hochenergetischen Gammastrahlen, die lediglich registriert werden, wenn sie zufällig in Richtung Erde zeigen.

Während der sterbende Stern weiterhin kollabiert, stößt er schließlich seine äußere Hülle ins All ab. Diese Explosion sorgt einige Wochen nach dem Gammaausbruch für das Aufleuchten des Sterns als Supernova, was den Astronomen eine wertvolle Vorwarnzeit bietet, um die Ereignisse zu beobachten.

Identifizierung des Ursprungs

Die Himmelsforscher mussten als Erstes herausfinden, woher die Gammastrahlen kamen. Mit Hilfe des Observatoriums Swift, des Nordic Optical Telescope auf La Palma und des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte konnte ein Nachleuchten des Gammaausbruchs im sichtbaren und infraroten Licht nachgewiesen werden. Anhand der Wellenlängen dieser Strahlung ermittelten die Wissenschaftler, dass die Explosion eines Sterns in einer fernen Galaxie in der frühen Phase des Universums stattfand.

Ein Lichtpunkt in einer jungen Galaxie

Die Daten zeigten, dass die Strahlung über 13 Milliarden Jahre bis zu uns benötigte. Somit fand der Ausbruch etwa 730 Millionen Jahre nach der Geburt des Universums im Urknall statt. Die Forscher konnten daraufhin berechnen, wann die Supernova am Himmel sichtbar sein würde: voraussichtlich drei Monate nach dem Gammaausbruch.

Das Team um Andrew Levan von der Radboud-Universität Nijmegen richtete das Webb-Teleskop auf die Region im Himmel, aus der die Gammastrahlung stammen sollte. Ihre Bemühungen blieben nicht erfolglos: In einer schwer erkennbaren, jungen Galaxie erschien wie erwartet ein winziger Lichtpunkt. Diese Beobachtung macht die Supernova zur weit entferntesten bis dato bekannten und zur frühesten beobachteten Sternexplosion im Universum.

Einblicke in die Entstehung der ersten Sterne

Für die Astronomen bietet diese Entdeckung eine einmalige Gelegenheit, Informationen über die Entstehung der ersten Sterne im Universum zu gewinnen. Zu jener Zeit gab es deutlich weniger schwere Elemente wie Sauerstoff und Eisen, da diese Stoffe erst in Sternen entstanden sind und nicht beim Urknall. Daraus ergibt sich die Vermutung, dass sich auch die ersten Sterne von den heutigen Sternen unterscheiden und ihre Explosionen anders verlaufen sollten.

Die Beobachtungen der Supernova mit dem Weltraumteleskop boten jedoch eine weitere Überraschung: Die Explosion verhielt sich nicht anders als eine Supernova aus dem heutigen Universum. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Vorgängerstern dieses Gamma-Ausbruchs, trotz der unterschiedlichen physikalischen Bedingungen, den heutigen Vorgängersternen im Universum bemerkenswert ähnlich war, berichten Levan und seine Kollegen.