James-Webb-Teleskop entdeckt mysteriöse "dunkle Sterne"

Dem Teleskop James Webb ist eine fantastische Sache vor die Linse gekommen: Dunkle Sterne. Der Name ist zwar irreführend, weil sie doch sehr stark leuchten und schwer werden können wie kleine Galaxien. Sie gelten allerdings als eventuelle Vorgänger früherer supermassereicher Schwarzer Löcher.

Drei Objekte, die möglicherweise die Astronomie verändern

Jetzt konnten eben drei solcher Objekte entdeckt werden, wie Katherine Freese von der University of Texas in Austin als auch Cosmin Ilie und Jillian Paulin von der Colgate University in New York in der Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" berichten. "Einen neuen Typus von Stern zu entdecken ist an sich schon ziemlich interessant", sagt Freese dazu. "Zu entdecken, dass er von der Dunklen Materie angetrieben wird – das wäre gewaltig!" Der Begriff "Dunkel" bezieht sich also nicht auf die Strahlkraft der Objekte, sondern auf ihre außergewöhnliche Energiequelle.

Dunkle Sterne sind einzigartig: Denn ihr Leuchten geht nicht zurück auf eine Kernfusion von Atomen, sondern auf die Vernichtung von Dunkler Materie. Dunkle Sterne sollen entstehen, wenn sich neben Wasserstoff und Helium im Zentrum früherer Protogalaxien zusätzlich Dunkle Materie ansammelt. Wenn sich die Gaswolken abkühlen und in sich zusammenfallen, ziehen sie die Dunkle Materie mit und komprimieren sie. Durch diesen Vorgang kommt es zu einer Annihilation (Vernichtung) der Dunkle-Materie-Teilchen. Die dadurch entstehende, gigantische Energiefreisetzung bringt dann die kollabierte Wolke zum Leuchten. Dunkle Sterne können bis zu einer Million Sonnenmassen in sich vereinen und zehn Milliarden Mal heller leuchten als die Sonne, wie die Astronomen erklären.

Beweis für Dunkle Sterne liefert eine bestimmte Spektrallinie

"Wir haben daher schon 2012 prognostiziert, dass solche supermassereichen Dunklen Sterne mit dem James-Webb-Teleskop gefunden werden könnten", sagt Ilie. Eine Prognose, die nun Wahrheit geworden sein könnte. Die Lichtpunkte, die das Weltraumteleskop einfangen konnte, sollen aus einer Zeit vor mehr als 13,4 Milliarden Jahre stammen. Der letztendliche Beweis für Dunkle Sterne kann erst erbracht werden, wenn eine bestimmte Spektrallinie beobachtet werde, wie Illie und Kolleg:innen sagen. "Ein wichtiges Werkzeug für die Unterscheidung von supermassereichen Dunklen Sternen von frühen Galaxien ist die Helium-II-Lambda-Absorptionslinie bei einer Wellenlänge von 1.640 Nanometern", erklären sie. Da Dunkle Sterne Strahlung dieser Wellenlänge absorbieren würden, müsste an dieser Stelle im Spektrum eine dunkle Absorptionslinie erscheinen. Sind die Lichtpunkte allerdings frühe Galaxien, dann müsste ihr Spektrum an dieser Stelle eine helle Emissionslinie zeigen - oder aber gar nichts.

Trotz aller Euphorie: Ob es sich bei den rötlichen Lichtpunkten tatsächlich um Dunkle Sterne handelt, ist noch nicht verifiziert. Würde die Vermutung allerdings stimmen, könnte dies einige offene Fragen zum frühen Kosmos klären. "Sollte es gelingen, auch nur eines der jetzt entdeckten Objekte mithilfe der NIRSpec-Spektren als Dunklen Stern zu identifizieren, würde dies eine neue Ära der Astronomie einläuten: die beobachtende Erforschung von Dunkle-Materie-Sternen", so die Forschenden.

• Verwendete Quellen:
• Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS): "Supermassive Dark Star candidates seen by JWST"
• Spektrum: "Dunkle Sterne mit James-Webb-Teleskop entdeckt?"
• Scinexx: "Haben Astronomen "Dunkle Sterne" entdeckt?"