Sternentstehung im frühen Universum

Überblick Das frühe Universum Die ersten Sterne Auswirkungen auf das Universum Beobachtungen

Das frühe Universum Rekombinationsära T = 3000 K z ≈ 1100

Das frühe Universum Galaxien und Quasare können erst bei einem z = 6.5 beobachtet werden. Was passiert zwischen z = 6.5 und z = 1100?

Das frühe Universum Dark Age Hauptsächlich atomarer Wasserstoff und Helium nach Rekombinationsära Universum weitestgehend homogen Fluktuationen im Bereich von ~ 10-5

Das frühe Universum Die Fluktuationen wachsen mit dem expandierenden Universum zu Instabilitäten

Das frühe Universum kollabierende dunkle Materie Halos

Das frühe Universum z = 5 z = 10 Tvir Vvir M 1 – σ 2.0x103 K 7.5 km s-1 1.8x107 M☼ 2 – σ 2.8x105 K 88 km s-1 3.0x1010 M☼ 3 – σ 2.3x106 K 250 km s-1 7.0x1011 M☼ z = 10 Tvir Vvir M 1 – σ 6.2 K 0.41 km s-1 1.3x103 M☼ 2 – σ 7.9x103 K 15 km s-1 5.7x107 M☼ 3 – σ 1.5x105 K 65 km s-1 4.8x109 M☼

Das frühe Universum Jeans Masse z 5 10 100 MJ 2.7x103 M☼ 6.7x103 M☼

Das frühe Universum z « 100: H + e- → H- + hν H- + H → H2 + e- T ≥ 104 K atomares Wasserstoff kühlen T V σ für z = 5 M für z = 5 σ für z = 10 M für z = 10 ≥ 104 K ≥ 17 km s-1 1.2 2.1x108 M☼ 2.1 8.3x107 M☼ ~ 300 K ~ 2 km s-1 0.76 3.5x105 M☼ 1.3 1.4x105 M☼

Das frühe Universum fast homogene Materieverteilung verschiedene Kühlungen dunkle Materie Halos die kollabieren Kernregion in der Dichte und Temperatur steigen zünden der Proton-Proton-Reaktion Geburt eines Sterns

Die ersten Sterne Adaptive Mesh Refinement Simulation von Abel (2000)

Die ersten Sterne T. Abel, Grey L. Bryan, Michael L. Norman (2001)

Die ersten Sterne metallfreie Sterne (Population III) anfangs nur Energieerzeugung durch PP-Zyklus TC ≈ 108.1 K emittieren 1047-1048 H und He ionisierende Photonen pro Sekunde und Sonnenmasse

Die ersten Sterne

Auswirkungen auf das Universum Reionisation des Universums z = 10: durchgezogene Linie z = 15: gestrichelte Linie

Auswirkungen auf das Universum

Auswirkungen auf das Universum z = 7.7 z = 6.7

Auswirkungen auf das Universum

Beobachtungen Massenreiche Sterne sehr kurzlebig Supernovae, Akkretion auf ein Schwarzes Loch…

Beobachtungen

Beobachtungen

Quellen In the Beginning: The First Sources of Light and the Reionization of the Universe, R. Barkana, A. Loeb, arxiv:astro-ph/0010468 v3 11 May 2001 The Formation of the First Star in the Universe, T Abel, G. L. Bryan, M. L. Norman, SCIENCE vol 295 The Dark Age of the Universe, J. M. Miralda-Escude, SCIENCE vol 300 http://www.mpe.mpg.de/~amueller The First Stars in the Universe and Cosmic Reionization, R. Barkana, SCIENECE vol 313 the end of the reionization epoch by Lyα emitters at z = 6.5 in the subaru deep field (2006)