C. J. Hansen, F. Primas, H. Hartman, K.-L. Kratz, S. Wanajo, B. Leibundgut, K. Farouqi, O. Hallmann, N. Christlieb, H. Nilsson: Silver and palladium help unveil the nature of a second r-process. Astronomy & Astrophysics (September 2012), doi: 10.1051/0004-6361/201118643
Silber aus Sternexplosionen
Auf der Suche nach den kosmischen Ursprüngen schwerer Elemente hat die Wissenschaftlerin Dr. Camilla Hansen vom Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH) herausgefunden, dass Silber nur während der Explosion ganz bestimmter Sterne gebildet wurde. Das zeigt die Vermessung verschiedener massereicher Sonnen, mit deren Hilfe die schrittweise Entstehung der Bausteine aller Materie rekonstruiert werden kann. Die Ergebnisse der Untersuchungen, die Hansen mit Forschern aus Deutschland, Schweden und Japan vorgenommen hat, wurden in „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.
Die leichtesten Elemente Wasserstoff und Helium sowie Spuren von Lithium wurden einige Minuten nach dem Urknall erzeugt. Alle schwereren sind erst später im Inneren von Sternen oder bei Sternexplosionen entstanden, wobei jede Sterngeneration einen kleinen Teil zur Anreicherung des Universums mit chemischen Elementen beigetragen hat. Welche Elemente eine Sonne im Laufe ihres Lebens erzeugen kann, hängt vor allem von ihrer Masse ab.Sterne, die etwa die zehnfache Masse unserer Sonne in sich vereinen, explodieren am Ende ihres Lebens als sogenannte Supernova und produzieren dabei auch Elemente, die schwerer sind als Eisen und durch die Explosion freigesetzt werden. Je nachdem, wie schwer der Stern ursprünglich war, können dabei selbst Silber oder Gold entstehen. Wenn verschiedene Sterne der gleichen Masse explodieren, dann ist das Verhältnis der dabei erzeugten und in den Weltraum geschleuderten Elemente identisch. Diese konstante Relation erhält sich in den nachfolgenden Generationen, die sich aus den Resten ihrer Vorgänger neu bilden.
| Sterne, die etwa zehnmal mehr Masse in sich vereinen als unsere Sonne, explodieren am Ende ihres Lebens als sogenannte Supernova. Hierbei werden Elemente wie Silber in den Weltraum geschleudert und überhaupt erst erzeugt. | Abbildung: European Southern Observatory/ESO |
Die Untersuchungen der Wissenschaftler um Dr. Hansen haben nun gezeigt, dass die Menge an Silber in den vermessenen Sternen vollkommen unabhängig von der anderer schwerer Elemente wie beispielsweise Gold ist. Die Beobachtungen weisen erstmals klar darauf hin, dass Silber bei einem ganz besonderen Fusionsprozess während einer Supernovaexplosion entsteht und sich von dem Prozess unterscheidet, der zur Bildung von Gold führt. Die Elemente müssen ihren Ursprung in Sternen unterschiedlicher Masse haben.
„Dies sind die ersten stichhaltigen Beweise für einen besonderen Fusionsprozess während der Explosion eines Sterns, der bisher nur vermutet wurde“, erklärt Camilla Hansen. „Nach dieser Entdeckung müssen wir mit Simulationen der Vorgänge bei Supernovaexplosionen genauer untersuchen, wann die Bedingungen für die Bildung von Silber gegeben sind. So können wir herausfinden, wie schwer die Sterne waren, die beim dramatischen Ende ihres Lebens Silber erzeugen konnten.“
Kontakt:
Dr. Camilla Juul Hansen
Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH)
Landessternwarte Königstuhl
Telefon: 0 62 21/54-17 85
E-Mail: cjhansen@lsw.uni-heidelberg.de