ELEMENTENTSTEHUNG
Der Ursprung von Silber im Kosmos
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Heidelberg
astronews.com
6. September 2012

Alle schwereren Elemente im All entstehen entweder durch Fusionsprozesse im Inneren von Sternen oder während einer Supernova-Explosion. Jetzt hat ein Astronomenteam Hinweise dafür gefunden, dass Silber offenbar nur während der Explosion ganz bestimmter Sterne gebildet wird. Gold hingegen dürfte gerade dann nicht entstehen.

Der Supernova-Überrest Cassiopeia A ist Ergebnis der Explosion eines Sterns, während der auch schwerere Elemente entstehen. Foto: NASA, ESA und the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration [Großansicht als Bild des Tages vom 30. 12. 2008]

Nur die leichten Elemente Wasserstoff und Helium sowie Spuren von Lithium wurden unmittelbar 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. Elemente bis zum Eisen können schon zuvor durch normale Fusionsprozesse im Inneren der Sterne erzeugt werden.

Je nachdem, wie schwer der Stern ursprünglich war, können während einer Supernova 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.

Die Heidelberger Wissenschaftlerin Dr. Camilla Hansen hat mit Kollegen aus Deutschland, Schweden und Japan nun die chemische Zusammensetzung von insgesamt 71 Sternen untersucht und dabei festgestellt, dass die Menge an Silber in ihnen vollkommen unabhängig von der Häufigkeit anderer schwerer Elemente wie beispielsweise Gold ist.

Die Beobachtungen, so die Wissenschaftler, weisen erstmals klar darauf hin, dass Silber bei einem ganz besonderen Fusionsprozess während einer Supernova-Explosion entsteht und sich 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", fasst Hansen die Resultate der Gruppe zusammen. "Nach dieser Entdeckung müssen wir mit Simulationen dieser Vorgänge bei Supernova-Explosionen 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."

Die Wissenschaftler berichten über ihre Resultate in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics.