Auf der Suche nach den kosmischen Ursprüngen schwerer Elemente haben Forscher herausgefunden, dass Silber nur während der Explosion ganz bestimmter Sterne gebildet wurde. Das zeigt die Vermessung massereicher Sterne, mit deren Hilfe die schrittweise Entstehung der Bausteine aller Materie rekonstruiert werden kann.
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Schwere Elemente brauchen Masse
Die leichten Elemente Wasserstoff, Helium und Spuren von Lithium wurden einige Minuten nach dem Urknall erzeugt. Alle schwereren Elemente 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 ein Stern im Laufe seines Lebens erzeugen kann, hängt vor allem von seiner Masse ab. Sterne, die etwa die zehnfache Masse unserer Sonne in sich vereinen, explodieren am Ende ihres Lebens als sogenannte Supernova und produzieren dabei unter anderem auch Elemente, die schwerer sind als Eisen und durch die Explosion freigesetzt werden. Je nachdem, wie schwer der Stern ursprünglich war, können dabei auch 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 Sterngenerationen, die sich aus den Resten ihrer Vorgänger neu bilden.
Ein besonderer Fusionsprozess
Die Untersuchungen der Wissenschaftler um Camilla Hansen von der Universität Heidelberg 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 insofern auch von dem Prozess unterscheidet, der zur Bildung von Gold führt. Daher kann nach Ansicht der Wissenschaftler das Silber nicht gemeinsam mit Gold entstanden sein, sondern 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“, sagt Dr. Hansen. „Nach dieser Entdeckung müssen wir mit Simulationen dieser Vorgänge bei Supernovaexplosionen genauer untersuchen, wann die Bedingungen für die Bildung von Silber gegeben sind. Wir können so herausfinden, wie schwer die Sterne waren, die beim dramatischen Ende ihres Lebens Silber erzeugen konnten."
Quelle: Die Studie in "Astronomy & Astrophysics": "Silver and palladium help unveil the nature of a second r-process" von C. Hansen et al.
LINK: http://www.aanda.org/index.php?option=com_article&access=doi&doi=10.1051/0004-6361/201118643&Itemid=129
