Anfang 2025 identifizierte das James-Webb-Weltraumteleskop drei astronomische Anomalien, die eine völlig neue Klasse von Objekten darstellen könnten: dunkle Sterne. Auch wenn der Name irreführend ist (sie sind nicht dunkel und kaum Sterne), könnten diese hypothetischen Entitäten unser Verständnis der Sternentstehung verändern und, was entscheidend ist, Licht auf die schwer fassbare Natur der Dunklen Materie werfen.
Das Geheimnis der Dunklen Materie
Dunkle Materie macht etwa 27 % des Universums aus, ist jedoch mit herkömmlichen Mitteln nicht nachweisbar. Im Gegensatz zu gewöhnlicher Materie interagiert es nicht mit Licht oder anderer elektromagnetischer Strahlung. Wir schließen seine Existenz nur durch seine Gravitationswirkung auf sichtbare Materie. Bleibt die Frage: Was ist das?
Viele Theorien gehen davon aus, dass dunkle Materie aus Teilchen besteht, die ihre eigenen Antiteilchen sind. Wenn diese kollidieren, vernichten sie sich und setzen dabei enorme Energiemengen frei. Diese Energie ist der Schlüssel zum Verständnis, wie dunkle Sterne entstehen und leuchten können.
Wie dunkle Sterne hätten leuchten können
Das Standardmodell der Sternentstehung geht davon aus, dass die Schwerkraft den ursprünglichen Wasserstoff und Helium kollabieren lässt und so die Kernfusion in Gang setzt. Aber was wäre, wenn dunkle Materie eine aktive Rolle spielen würde? Wenn die Dichte der Dunklen Materie in diesen frühen Formationen hoch genug wäre, würden häufige Teilchenkollisionen enorme Hitze erzeugen und die konventionelle Kernfusion verhindern. Das Ergebnis: ein sternähnliches Objekt, das nicht durch Fusion, sondern durch die Vernichtung dunkler Materie angetrieben wird.
Dieser Prozess würde es diesen Objekten ermöglichen, viel länger als herkömmliche Sterne zu leuchten, und das bei einer kühleren Temperatur.
Dunkle Sterne identifizieren
Astronomen können bei der Suche nach diesen Objekten auf bestimmte Merkmale achten:
- Alter: Die am weitesten entfernten (und daher ältesten) Objekte weisen eine extreme Rotverschiebung in ihrem Lichtspektrum auf.
- Zusammensetzung: Dunkle Sterne sollten fast keine schweren Elemente enthalten und fast ausschließlich aus ursprünglichem Wasserstoff und Helium bestehen.
- Größe: Es wird erwartet, dass sie riesig sind und möglicherweise mehrere zehn astronomische Einheiten (die Entfernung zwischen Erde und Sonne) umfassen. Einige könnten sogar die 10.000- bis 10-millionenfache Masse unserer Sonne erreichen.
- Leuchtkraft: Trotz ihrer kühlen Temperaturen wären sie aufgrund ihrer Größe außergewöhnlich hell.
Aktuelle Daten des James-Webb-Teleskops haben Objekte mit hoher Rotverschiebung entdeckt, die sich konventionellen Erklärungen entziehen und möglicherweise auf die Existenz dunkler Sterne hinweisen.
Von dunklen Sternen zu schwarzen Löchern?
Das Schicksal eines dunklen Sterns hängt von seiner Masse ab. Kleinere könnten schließlich eine Fusion auslösen und zu gewöhnlichen Sternen werden. Aber supermassereiche dunkle Sterne könnten direkt in Schwarze Löcher kollabieren, was möglicherweise die schnelle Bildung supermassereicher Schwarzer Löcher erklärt, die in den Zentren von Galaxien, einschließlich unserer eigenen Milchstraße, beobachtet wird. Ein Beispiel ist UHZ-1, ein Schwarzes Loch, das sich nur 500 Millionen Jahre nach dem Urknall bildete – zu schnell, um mit aktuellen Modellen erklärt zu werden.
Ein Warnhinweis
Die Dark-Star-Hypothese ist nicht ohne Skeptiker. Einige Wissenschaftler argumentieren, dass allein die Ansammlung von Materie die beobachteten Anomalien erklären kann. Weitere Daten und verfeinerte theoretische Modelle sind erforderlich, um zu bestätigen, ob es sich bei diesen Objekten wirklich um dunkle Sterne oder einfach um ungewöhnliche Galaxien handelt.
Trotz der Unsicherheit sind die möglichen Auswirkungen immens. Dunkle Sterne bieten einen einzigartigen Beobachtungsweg zur Erforschung der Dunklen Materie und der frühesten Stadien der kosmischen Evolution. Sollten sie sich bestätigen, würden sie nicht nur unser Verständnis der Sternentstehung neu definieren, sondern auch ein entscheidendes Teil im Puzzle der fehlenden Masse des Universums liefern.
