Die explosiven Jets von Supernovae könnten erklären, warum einige Milchstraßensterne auf mysteriöse Weise reich an Gold, Platin und Uran sind.
Forscher am Niels-Bohr-Institut haben möglicherweise ein Rätsel um die alten Sterne der äußeren Milchstraßengalaxie gelöst. Diese Sterne sind ungewöhnlich reich an schweren Elementen wie Gold, Platin und Uran - schwere Elemente, die normalerweise in späteren Sterngenerationen zu finden sind. Die Forscher glauben, dass die schweren Elemente in diesen sehr alten Sternen aus den explosiven Strahlen der Supernovae stammen. Die Supernovae-Jets könnten die Gaswolken mit den schweren Elementen angereichert haben, die später diese Sterne bildeten.
NGC 4594, eine scheibenförmige Spiralgalaxie mit rund 200 Milliarden Sternen. Die Milchstraße ist eine Spiralgalaxie wie NGC 4594. Oberhalb und unterhalb der Galaxieebene von NGC 4594 und der Milchstraße befindet sich ein Heiligenschein mit älteren Sternen aus der Kindheit der Galaxie vor Milliarden von Jahren. Grundsätzlich sollten alle Halosterne primitiv und arm an schweren Elementen wie Gold, Platin und Uran sein. Aber das sind sie nicht. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Erklärung in heftigen Jets von explodierenden Riesensternen liegen könnte. Bildnachweis: ESO
Das Forscherteam beobachtete 17 Sterne am Nordhimmel mit ESO-Teleskopen (European Southern Observatory) und mit dem Nordic Optical Telescope (NOT). Die Ergebnisse der Studie wurden in veröffentlicht Die astrophysikalischen Zeitschriftenbriefe am 14. November 2011.
Die 17 Sterne in der Studie sind kleine, helle Sterne, die länger leben als große massive Sterne. Sie verbrennen keinen Wasserstoff mehr, sondern schwellen zu roten Riesen an, die sich später abkühlen und zu weißen Zwergen werden. Dieses Bild zeigt CS31082-001. Über das Niels-Bohr-Institut
Kurz nach dem Urknall wird angenommen, dass das Universum von mysteriöser dunkler Materie zusammen mit den hellen Elementen Wasserstoff und Helium dominiert wurde. Als die dunkle Materie und die Gase aus Wasserstoff und Helium durch ihre eigene Schwerkraft zusammenklumpten, bildeten sie die ersten Sterne.
Im sengenden Inneren dieser Sterne bildete die Kernfusion von Wasserstoff und Helium die ersten schwereren Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Dieser Prozess der Verschmelzung lässt alle Sterne leuchten, und der Aufbau schwererer Elemente aus leichteren gibt uns die vielfältige Materie, die wir heute auf der Erde und im Weltraum um uns herum haben. Innerhalb weniger hundert Millionen Jahre nach der Geburt des Universums haben sich vermutlich alle bekannten Elemente gebildet - aber nur in winzigen Mengen. Daher sollten die frühesten Sterne nur ein Tausendstel der schweren Elemente enthalten, die heutzutage in Sternen der späteren Generation zu sehen sind, wie unsere eigene Sonne.
Jedes Mal, wenn ein massereicher Stern ausbrennt und in einer als Supernova bekannten gewaltsamen Explosion stirbt, spuckt er neu gebildete schwere Elemente in den Weltraum aus. Die schweren Elemente werden Teil riesiger Gaswolken, die sich letztendlich zusammenziehen und schließlich zusammenbrechen, um neue Sterne zu bilden. Auf diese Weise werden die neuen Sterngenerationen an schweren Elementen reicher.
Unsere Milchstraße, von innen gesehen. Bildnachweis: Steve Jurvetson
Es ist daher überraschend, Sterne aus dem frühen Universum zu finden, die relativ reich an den schwersten Elementen sind. Aber sie existieren - sogar in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße.
Terese Hansen vom Niels-Bohr-Institut der Universität Kopenhagen sagte:
In den äußeren Teilen der Milchstraße gibt es alte "Sternfossilien" aus der Kindheit unserer eigenen Galaxie. Diese alten Sterne liegen in einem Heiligenschein über und unter der flachen Scheibe der Galaxie. In einem kleinen Prozentsatz - ungefähr 1-2 Prozent dieser primitiven Sterne - finden Sie abnormale Mengen der schwersten Elemente im Vergleich zu Eisen und anderen „normalen“ schweren Elementen.
Hansen sagte, dass es zwei Theorien gibt, die die Überdosis an schweren Elementen der frühen Stars erklären können. Eine Theorie besagt, dass diese Sterne alle enge Doppelsternsysteme sind, bei denen ein Stern als Supernova explodiert ist und seinen Begleitstern mit einer dünnen Schicht aus frisch hergestelltem Gold, Platin, Uran usw. überzogen hat.
Die andere Theorie besagt, dass frühe Supernovae die schweren Elemente in Jets in verschiedene Richtungen herausschießen könnten, sodass diese Elemente in einige der diffusen Gaswolken eingebaut würden, die einige der Sterne bildeten, die wir heute im Halo der Galaxie sehen.
Sie sagte:
Meine Beobachtungen der Bewegungen der Sterne zeigten, dass die große Mehrheit der 17 schwerelementreichen Sterne tatsächlich einzeln sind. Nur drei (20 Prozent) gehören zu binären Sternsystemen. Das ist völlig normal; 20 Prozent aller Sterne gehören zu Doppelsternsystemen. Die Theorie des vergoldeten Nachbarsterns kann also nicht die allgemeine Erklärung sein. Der Grund, warum einige der alten Sterne ungewöhnlich reich an schweren Elementen wurden, muss daher sein, dass explodierende Supernovae Jets in den Weltraum schickten. Bei der Supernova-Explosion bilden sich die schweren Elemente wie Gold, Platin und Uran, und wenn die Jets auf die umgebenden Gaswolken treffen, werden sie mit den Elementen angereichert und bilden Sterne, die unglaublich reich an schweren Elementen sind.
Fazit: Eine Studie des Niels Bohr Instituts, veröffentlicht in Die astrophysikalischen Zeitschriftenbriefe am 14. November 2011 enthüllt, dass uralte Sterne im äußeren Lichthof unserer Milchstraße - die ungewöhnlich reich an schweren Elementen wie Gold, Platin und Uran sind - möglicherweise aus den explosiven Strahlen von Supernovae entstanden sind. In diesem Szenario hätten die Supernova-Jets Gaswolken mit schweren Elementen angereichert, die später diese Sterne bildeten.