700 Millionen Jahre nach dem Urknall: Astronomen entdecken den Treibstoff der ersten Sterne

    Astronomen haben den bislang fernsten Nachweis kalten Molekülgases erbracht. Die Entdeckung liefert einen direkten Blick auf den Rohstoff, aus dem die ersten Sterne und Galaxien entstanden.

    Illustration der Entwicklung des Universums vom Urknall bis zur Entstehung der ersten Galaxien. Die Darstellung zeigt keine konkrete Beobachtung, sondern ein konzeptionelles Modell. kosmischer Entwicklung
    Illustration der Entwicklung des Universums vom Urknall bis zur Entstehung der ersten Galaxien. Die Darstellung zeigt keine konkrete Beobachtung, sondern ein konzeptionelles Modell. kosmischer Entwicklung

    Eine zentrale Frage der Astronomie und die die Wissenschaft umtreibt lautet: Wie konnten die ersten Galaxien des Universums innerhalb weniger hundert Millionen Jahre nach dem Urknall zu gewaltigen Sterneninseln heranwachsen? Nun ist einem internationalen Forscherteam ein Durchbruch bei diesem Rätsel gelungen:

    Erstmals gelang der direkte Nachweis riesiger Mengen kalten Molekülgases in einer Galaxie aus der kosmischen Frühzeit.

    Beobachtet wurde die Galaxie REBELS-25 in einer Entfernung von mehr als 13 Milliarden Lichtjahren. Ihr Licht stammt aus einer Epoche, als das Universum erst rund 700 Millionen Jahre alt war – gerade einmal fünf Prozent seines heutigen Alters. Diese neue Erkenntnis erlaubt einen außergewöhnlichen Blick auf das Zeitfenster, in der die ersten großen Sternsysteme entstanden.

    Der Rohstoff für neue Sterne

    Sterne entstehen aus kaltem molekularem Gas. Verdichten sich diese Gaswolken unter dem Einfluss ihrer eigenen Schwerkraft, beginnen sie zu kollabieren. Im Zentrum entstehen neue Sterne. Die Größe eines Gasreservoirs ist deshalb ausschlaggebend für das Wachstum, d.h. es verantwortet die Wachstumszeit.

    Genau diesen kosmischen Rohstoff konnten die Wissenschaftler nun direkt nachweisen.

    Mithilfe des Very Large Array (VLA) in New Mexico und des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile registrierten sie die charakteristische Strahlung von Kohlenmonoxid-Molekülen. Diese dienen Astronomen als verlässliche Spurensucher für kaltes Molekülgas.

    Besonders bemerkenswert: Es handelt sich um den bislang entferntesten Nachweis einer energiearmen Kohlenmonoxid-Linie. Noch nie zuvor wurde kaltes Molekülgas in einer derart weit entfernten Galaxie direkt beobachtet.

    Bislang hatten Astronomen solche gewaltigen Gasvorräte lediglich aus der Helligkeit und Sternentstehungsrate früher Galaxien abgeleitet. Nun konnte der eigentliche Rohstoff der Sternentstehung erstmals direkt nachgewiesen werden.

    Ein schwieriger Blick durch das Nachglühen des Urknalls

    Die Beobachtung galt lange als nahezu unmöglich. Der Grund dafür ist die kosmische Hintergrundstrahlung – das schwache Nachglühen des Urknalls, das den gesamten Kosmos erfüllt:

    • Je weiter Astronomen in die Vergangenheit blicken, desto heller erscheint dieser Hintergrund. Für die Forscher ist er vergleichbar mit einem Lichtschleier, gegen den das ohnehin schwache Signal des kalten Gases sichtbar gemacht werden muss.
    • Erst die außergewöhnliche Empfindlichkeit moderner Radioteleskope machte die Messung möglich.

    Die Entdeckung zeigt, dass bereits in den ersten hunderten Millionen Jahren nach dem Urknall große Mengen kalten Gases vorhanden waren und als Brennstoff für intensive Sternentstehung dienten.

    Galaxien wachsen schneller als gedacht

    Die Ergebnisse liefern zugleich neue Hinweise auf die Art und Weise der Entwicklungsart der ersten Galaxien:

    • Offenbar verfügte REBELS-25 bereits über enorme Materiereserven.
    • Die Galaxie besaß zudem Staub und schwere chemische Elemente, die nur durch frühere Generationen von Sternen entstehen können. Das deutet darauf hin, dass die Entwicklung solcher Systeme deutlich schneller verlief als viele Modelle bislang annahmen.

    Die Galaxie stammt aus der sogenannten Epoche der Reionisation (rund 380 Millionen bis 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall). In dieser entscheidenden Phase der kosmischen Geschichte verwandelten die ersten Sterne und Galaxien das zuvor dunkle und weitgehend neutrale Universum in die Struktur, die Astronomen heute beobachten

    Für die Forschung bedeutet dies, dass einige Galaxien bereits überraschend früh optimale Voraussetzungen für intensive Sternentstehung besaßen.

    Von daher liegt der Rückschluss nahe, das der Aufbau großer Sternsysteme wesentlich schneller erfolgte als bisher vermutet.

    Die Spitze eines kosmischen Eisbergs

    Für die Astronomie könnte REBELS-25 erst der Anfang sein. Die Forscher vermuten, dass die Galaxie lediglich die Spitze eines bislang verborgenen Eisbergs darstellt.

    Möglicherweise existierten bereits kurz nach dem Urknall zahlreiche weitere gasreiche Galaxien, die bislang noch nicht beobachtet werden konnten.

    Künftige Observatorien wie das Square Kilometre Array (SKA) und das geplante Next Generation Very Large Array (ngVLA) sollen ähnliche Messungen deutlich schneller ermöglichen.

    Mit ihrer Hilfe könnten Astronomen in den kommenden Jahrzehnten Hunderte weiterer Galaxien aus der kosmischen Frühzeit untersuchen und so ein wesentlich detaillierteres Bild der ersten Milliarde Jahre kosmischer Entwicklung gewinnen.

    Die jetzt entdeckten Gasreservoire sind damit weit mehr als ein spektakulärer Rekord. Sie liefern einen direkten Nachweis des Materials, aus dem die ersten großen Sternsysteme entstanden, und eröffnen einen neuen Zugang zu einer der spannendsten Epochen der Geschichte des Universums.

    Quelle

    Zhang Z, Murray NJ, Song XP, Bunting P, Worthington TA, Fatoyinbo L, Mao D, Jia M, Arifanti VB, Aung T, San Htay S, Friess DA. Unexpected expansion and regrowth in Earth's mangrove forests over the past four decades. Science. 2026 Jun 4;392(6802):1082-1087. doi: 10.1126/science.aec9773. Epub 2026 Jun 4. PMID: 42241531. Ausgabe 3, veröffentlicht am 11. Juni 2026. DOI: 10.1093/mnras/stag924.