Die Geburt der Milchstraße

8. April 2017, 21:58

Ort: das Universum. Datum: 5.000.000.000 vor Christus. In einer Galaxie namens Milchstraße bildet sich jener Stern, den die Vertreter der Spezies Mensch später "Sonne" nennen werden.

Ein eher unauffälliger Stern: Spektralklasse G. Seine Größe liegt im Durchschnitt der Sterne des Universums, knapp darunter. Damit ist auch der Lebenslauf der Sonne fixiert: Sie wird etwa 10.000.000.000 Jahre lang stabil strahlen, sich dann zu einem Roten Riesen aufblähen und nach kurzer Zeit zu einem Weißen Zwerg kollabieren. In ein Schwarzes Loch wird sie sich nicht verwandeln, dazu ist die Sonne zu klein.

Interessant ist der dritte Planet

Mit dem neuen Stern entsteht ein Planetensystem, ebenfalls nichts ungewöhnliches: Etwa 30 Prozent der Sternpopulation des Universums, die ungefähr 10.000.000.000.000.000.000.000 (22 Nullen) Exemplare beträgt, entfallen auf Einzelsterne, und diese bilden generell auch Planeten aus. Das ist infolge der überschüssigen Drehmomente des rotierenden Zentralkörpers unumgänglich.

Bei der Sonne sind es (je nach Zuordnung als Planeten oder Asteroiden) acht bis zwölf Stück verschiedener Größe. Interessant ist der dritte Planet, die "Erde": der einzige bislang bekannte Ort im Universum, an dem Leben entstand.

Der Beginn von Raum und Zeit

Unsere Erde, der blaue Planet: Als sie sich vor knapp fünf Milliarden Jahren gemeinsam mit der Sonne bildete, und mit ihr das Leben auf ihr, bestand das Universum bereits neun Milliarden Jahre: Vor 13,7 Milliarden Jahren ging der Kosmos im Urknall aus einem Punkt der Größe Null von unendlicher Temperatur und Dichte hervor. Mit dem "Big Bang" wurden Raum und Zeit, Materie und Energie erst geboren. Alles, was "die Welt" für uns ist, stammt aus jenem singulären Moment.

Die Zeitspanne zwischen den beiden Ereignissen - dem Urknall und der Entstehung der Sonne - stellt die Frühgeschichte des Universums dar: eine Epoche, die vor allem in ihrer Anfangsphase von extremen Temperaturen und energetischen Ereignissen geprägt war.

Ein Blick in die Vergangenheit

Sieht man mit heutigen Instrumenten in die Tiefen des Alls, blickt man, dank der endlichen Lichtgeschwindigkeit, auch immer tiefer in die Vergangenheit. Am Ende dieses Wegs, in einer Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren, zugleich 13 Milliarden Jahre in der Vergangenheit, sieht man "Quasare": die bei weitem stärksten Strahlungsquellen im All. Sie sind die Geburtskerne der heute insgesamt 100 Milliarden Galaxien in den Kindertagen des Universums.

Der Kosmos hatte bereits eine lange Geschichte hinter sich, als die Sonne und mit ihr die Erde entstanden. Unser leuchtendes Zentralgestirn ist ein Stern der "dritten Generation": Sie unterscheidet sich ganz wesentlich von früheren Sterntypen. Vieles musste geschehen, vieles musste sich im Universum erst entwickeln, um solche Himmelskörper hervorbringen zu können.

Nur zwei von 92 Grundstoffen

Eines davon bezeichnen Kosmologen als die "chemische Evolution des Universums": Unmittelbar entstanden im Urknall nur zwei der insgesamt 92 Grundstoffe der Natur, der Elemente: Wasserstoff und Helium. Kein Sauerstoff, kein Kohlenstoff, kein Stickstoff, kein Eisen, kein Kalzium, kein Aluminium, und wie sie alle heißen, aus denen die Erde vornehmlich besteht. Und auch wir selbst, jedenfalls in materieller Hinsicht.

All diese Grundstoffe wurden über Jahrmilliarden hinweg im Inneren von früheren Sternen erst produziert: Die "Leuchtfeuer des Alls" sind gigantische Fusionsreaktoren, die im Zuge von Atomprozessen schwere Elemente, nämlich schwerer als Wasserstoff und Helium, erschmelzen. Dabei wird Energie frei, und diese bewahrt den Stern in erster Linie vor dem gravitativen Kollaps, dem Zusammenbruch unter seiner eigenen Schwerkraft. Sie hält ihn stabil. Es ist diese Energie aus dem Atom, die Sonne und Sterne dann auch abstrahlen.

Der Kosmische Kreislauf

Irgendwann sind Sterne ausgebrannt, sie haben ihren Kernbrennstoff verbraucht und kollabieren. Dabei stoßen sie zwei Drittel ihrer ursprünglichen Masse in einer gewaltigen Explosion ab: bei großen Exemplaren in Form einer "Supernova", die für kurze Zeit die Energie von hunderten Milliarden normal leuchtender Sterne freisetzen kann. Bei kleineren Sternen - auch unser Sonne in fünf Milliarden Jahren - fällt der Kollaps nicht ganz so spektakulär aus.

Die erzeugten schweren Elemente gelangen zurück in den Raum, in den "kosmischen Kreislauf der Materie". Sie sind im Material von Sternen späterer Generation enthalten.