Silber und Gold sind einst bei der Explosion ganz unterschiedlicher Sternen entstanden. Denn beide Metalle gehen auf zwei verschiedene, nicht in einem Stern vereinbare Fusionsprozesse zurück. Das haben Forscher festgestellt, als sie die schrittweise Entstehung der Bausteine aller Materie rekonstruierten. Dafür hatten sie verschiedene massereiche Sterne und Supernovae untersucht. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.
Die leichten Elemente Wasserstoff, Helium und Spuren von Lithium entstanden bereits einige Minuten nach dem Urknall. Alle schwereren Elemente sind dagegen erst später im Inneren von Sternen oder bei Sternexplosionen gebildet worden, 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.
Sternexplosionen schleudern schwere Elemente ins All
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 Untersuchungen der Wissenschaftler um Hansen haben nun gezeigt, dass die Menge an Silber in den vermessenen Sternen vollkommen unabhängig von der anderer schwerer Elemente wie beispielsweise Gold ist.
Ihre Beobachtungen weisen 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. 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 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.“ (Astronomy & Astrophysics 2012; doi: 10.1051/0004-6361/201118643).
(Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, 07.09.2012 – NPO)
