Während der ersten drei Minuten nach dem Urknall bildeten sich nur Wasserstoff, Helium und ein wenig Lithium. Schwerere Elemente – von den Astronomen pauschal "Metalle" genannt – kamen erst viel später hinzu: Sie wurden im Verlauf der so genannten Nukleosynthese durch Kernreaktionen im Inneren massereicher Sterne erzeugt und, wenn diese in einer gewaltigen Supernova-Explosion an ihrem Lebensende verglühten, im All verteilt. Zum genauen Verständnis der Frühgeschichte des Universums ist es sehr wichtig zu wissen, wann und wie die Elementsynthese in Sternen sowie die Anreicherung der Elemente in den Galaxien begann.

Erst jüngst lieferte der Satellit Wmap über Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung, die gleichsam ein Lichtecho des Urknalls ist, indirekte Hinweise darauf, dass sich schon rund 180 Millionen Jahre nach dem Ursprung des Kosmos Staub und Gase zu den ersten stellaren Objekten zusammenballten (Spektrum der Wissenschaft 5/2003, S. 8). Nun stützen gleich drei Serien von neuen Beobachtungen diesen überraschenden Befund. Zwei davon tun das, indem sie in fernen Himmelsregionen, deren Licht aus der Frühzeit des Alls stammt, bereits schwere Elemente nachweisen, wie sie nur in Sternen entstanden sein können.

Metalle aus der Frühzeit des Kosmos

Dieser Nachweis ist extrem schwierig und erfordert hochempfindliche Apparaturen. Er gelang denn auch nur mit den leistungsfähigsten Instrumenten, die den Astronomen derzeit zur Verfügung stehen: den Keck-Teleskopen auf Hawaii, dem VLT in Chile und dem Hubble-Weltraumteleskops. Ferner mussten günstige Bedingungen hinzukommen. So hatte die amerikanische Astronomengruppe um Jason Prochaska das Glück, einen sehr fernen und zugleich sehr hellen Quasar zu finden, dessen Licht auf dem Weg zur Erde eine ebenfalls weit entfernte und damit sehr frühe Protogalaxie durchquert. Dadurch ermöglicht er die Spektralanalyse dieses Sternsystems. Die dort vorhandenen Elemente verraten sich dabei durch charak