Mysteriöse rote Punkte im Universum könnten supermassereiche Sterne sein

Im Juli 2022 begannen mithilfe des James-Webb-Space-Teleskops (JWST) wissenschaftliche Beobachtungen, mit denen man weiter in die Vergangenheit blicken konnte als mit jedem anderen Teleskop zuvor. Dabei kam es zu mehreren Entdeckungen. 

Unter anderem wurden kleine rote Punkte (LRD - Little Red Dot) entdeckt, die bereits etwa 600 Millionen Jahre nach dem Urknall existieren. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass es sich bei diesen Punkten um extrem massereiche Sterne handeln könnte. Die Studie dazu findet man auf arxiv.org. 

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Usprüngliche Theorie 

Mit dem JWST konnten mehr als 300 dieser kleinen roten Punkte entdeckt werden. Früher dachte man, dass es sich dabei um Galaxien handelt. Doch die Anzahl dieser LRDs stand in Widerspruch zu unserem bisherigen Verständnis des frühen Kosmos. 

Die entdeckten LRDs könnten jedenfalls für das Verständnis des Wachstums und der Entwicklung des Universums von entscheidender Bedeutung sein. Ihre Helligkeit könnte darauf hindeuten, dass es sich um enorm massereiche Sterne handelt. Diese massereichen Sterne sind vermutlich die Vorläufer der heute beobachteten supermassereichen Schwarzen Löcher. 

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass es sich bei diesen roten Punkten um aktive Galaxienkerne mit supermassiven Schwarzen Löchern in ihrem Zentrum handeln könnte. Eine Möglichkeit ist auch, dass sie ihre rote Farbe durch enorme Mengen an Gas und Staub erhalten haben. 

Gegen die Hypothese, dass es sich um aktive Galaxienkerne handelt, spricht, dass sie keine nachweisbaren Röntgenstrahlen aussenden. Außerdem zeigen die roten Punkte eine kaum schwankende Strahlungsintensität im Infrarotbereich, was ebenfalls gegen die Galaxienkerne-Theorie spricht. 

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Supermassive Sterne 

Die aktuellen Forschungsergebnisse zeigen, dass die LRDs wahrscheinlich keine Galaxien sind. Stattdessen gehen Forscher davon aus, dass es sich um supermassive Sterne handelt. „Das James-Webb-Weltraumteleskop hat eine Population rätselhafter, kompakter Quellen mit hoher Rotverschiebung enthüllt, die als „Little Red Dots“ (LRDs) bekannt sind und deren physikalische Natur nach wie vor Gegenstand intensiver Debatten ist“, heißt es von den Forschern. 

Die Astronomen vermuten außerdem, dass diese supermassiven Sterne eine wichtige Zwischenstufe für die Bildung von schwarzen Löchern darstellen. Diese Schwarzen Löcher sollen Quasare, also den aktiven Kern einer Galaxie, mit Energie versorgen. 

Die Hypothese

Die Forschenden der Studie vermuten, dass solche Sterne nur im sehr frühen Universum entstehen konnten. Am Ende ihres Lebens explodierten sie vermutlich in einer gewaltigen Supernova und hinterließen dabei schwarze Löcher. Diese könnten als Samen für die supermassiven Schwarzen Löcher gedient haben. Das würde erklären, warum Astronomen solche riesigen Schwarzen Löcher bereits sehr früh in der Geschichte des Universums entdeckten. 

Die Forscher glauben, dass die LRDs möglicherweise das direkte Licht von supermassiven Sternen zeigen, die gerade aktiv wachsen. Sie dürften sich in den letzten 1.000 Jahren ihres Lebens befinden, bevor sie kollabieren. „Diese kurze Lebensdauer steht im Einklang mit der Seltenheit von LRDs, was darauf hindeutet, dass sie eine flüchtige, aber entscheidende Phase in der Entstehung von Galaxien und Schwarzen Löchern darstellen“, so die Autoren der Studie. 

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Überprüfung der Hypothese 

Um zu überprüfen, ob die LRDs tatsächlich uralte, supermassive Sterne sind, führten sie Berechnungen durch, erstellten Modelle und verglichen diese mit den Beobachtungsdaten des JWST. Supermassive Sterne sollen etwa eine Million Mal soviel Masse haben wie unsere Sonne. 

Mit dem Modell konnte erklärt werden, was man bei den LRDs beobachten konnte. Die Helligkeit und die Lichtmerkmale des simulierten Sterns passten zu den echten Messdaten, die das James-Webb-Teleskop geliefert hat.

Es hat sich gezeigt, dass Supermassive Sterne mit einer Million Sonnenmassen genauso hell sind wie die LRDs. Außerdem stimmen die Spektren der Supermassiven Sterne mit den beobachteten Spektren der LRDs überein. „Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unser Modell der Supermassiven Sterne ein bemerkenswert einfaches und in sich konsistentes physikalisches Bild für LRDs liefert“, schreiben die Autoren. 

Nun braucht es weitere Studien, um diese Theorie zu bestätigen. Stellt sich heraus, dass die LRDs tatsächlich supermassive Sterne sind, hätten wir eine Antwort auf eine der spannendsten Fragen in der Astronomie.