Astronomen diskutieren eine alternative Theorie zur Entstehung supermassereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum. Demnach könnten sogenannte Dunkle Sterne als Vorläufer gedient haben. Diese hypothetischen Objekte würden nicht durch Kernfusion, sondern durch die Vernichtung Dunkler Materie angetrieben.
Unterschiede zu herkömmlichen Population-III-Sternen
Die ersten Sterne des Universums, Population-III-Sterne genannt, bestanden hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Modelle zeigen, dass massereiche Exemplare mit 100 Sonnenmassen Oberflächentemperaturen von etwa 100.000 Kelvin erreichten. Ihre intensive UV-Strahlung ionisierte umgebendes Gas und begrenzte dadurch ihr weiteres Wachstum. Die Lebensdauer solcher Sterne lag bei wenigen Millionen Jahren.
Dunkle Sterne würden sich grundlegend anders verhalten. Obwohl sie ebenfalls überwiegend aus Wasserstoff und Helium bestünden, würde ihre Energie aus der Vernichtung Dunkler Materie stammen. Theoretische Berechnungen zeigen, dass bereits ein Anteil von unter 0,1% Dunkler Materie ausreichen könnte, um den Stern zu stabilisieren.
Eigenschaften und Wachstumspotenzial Dunkler Sterne
Dunkle Sterne könnten extrem ausgedehnt bleiben, mit Oberflächentemperaturen um 10.000 Kelvin. Diese vergleichsweise niedrigeren Temperaturen führen zu weniger ionisierender Strahlung, wodurch weiteres Gas auf den Stern fallen könnte. Modellrechnungen zeigen, dass Dunkle Sterne so auf über eine Million Sonnenmassen anwachsen könnten.
Bei ihrem Kollaps würden solche Objekte direkt als massereiche Schwarze Löcher entstehen, ohne die typischen Zwischenstufen durchlaufen zu müssen. Dies könnte erklären, warum das James-Webb-Weltraumteleskop bereits in sehr frühen kosmischen Epochen supermassereiche Schwarze Löcher nachgewiesen hat.
Die Theorie erfordert spezifische Eigenschaften der Dunklen Materie, insbesondere dass es sich um sogenannte WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) handelt, die mit ihren eigenen Antiteilchen vernichtet werden können.
- Quelle: Physical Review Letters (2008) – Originalarbeit zu Dunklen Sternen
- Quelle: NASA – Informationen zu Population-III-Sternen
- Quelle: James-Webb-Weltraumteleskop – Beobachtungen früher Schwarzer Löcher