Wissenschaftler haben zum ersten Mal Spuren der Existenz radioaktiver Moleküle im Weltraum aufgezeichnet und dabei einen der ungewöhnlichsten Sterne in der Milchstraße beobachtet, der aus der Kollision zweier anderer Leuchten resultiert. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Astronomy vorgestellt.
„Tatsächlich haben wir es geschafft, das Innere eines Sterns, der vor drei Jahrhunderten auseinandergerissen wurde, zu öffnen und darin eine aktive Quelle für Atome eines der seltensten und kurzlebigsten Aluminiumisotope zu finden. Die Entdeckung von Aluminium-26 in seinen Überresten wird uns helfen, besser zu verstehen, wie die chemische Entwicklung unserer Galaxie verläuft “, sagt Tomasz Kaminski von der Harvard University (USA).
Ökumenischer Verlust
Nach dem Urknall gab es im Universum nur drei Elemente - Wasserstoff, Helium und Spuren von Lithium. Nach 300 Millionen Jahren, als die ersten Sterne auftauchten, tauchten jedoch schwerere Elemente auf, die im Verlauf thermonuklearer Reaktionen im Darm der Sterne entstanden waren.
Wissenschaftler glauben heute, dass alle Elemente, die schwerer als Eisen sind, einschließlich Gold, Uran und anderer Schwer- und Seltenerdmetalle, größtenteils aus Supernova-Explosionen stammen, da die Temperatur und der Druck in den Sternen zu niedrig sind, um sich schnell zu bilden.
Andererseits legen jüngste Versuche, die Menge an Gold und anderen schweren Elementen, die von Supernovae erzeugt werden, abzuschätzen, nahe, dass letztere diese Substanzen extrem langsam bilden. Dies deutet darauf hin, dass andere, exotischere Prozesse wie Kollisionen von Neutronensternen an ihrer Geburt beteiligt gewesen sein könnten.
Kaminski und seine Kollegen entdeckten eine weitere Quelle astronomischer "Metalle", die in direktem Zusammenhang mit der Entstehung der Erde und anderer Planeten stehen, und beobachteten einen der bizarrsten Sterne der Galaxie, den Stern CK im Sternbild Pfifferling.
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Es ist der älteste "neue Stern", der Ende des 17. Jahrhunderts von professionellen Astronomen entdeckt und untersucht wurde. Mit diesem Wort meinen Wissenschaftler nicht wirklich neue Leuchten, sondern bereits existierende Sterne, deren Helligkeit stark anstieg und dann unter dem Einfluss einiger interner Prozesse oder Wechselwirkungen mit anderen Himmelskörpern fiel.
Im Gegensatz zu den meisten anderen Novae explodierte CK Vulpeculae 1670 nicht aufgrund von Wechselwirkungen zwischen weißen Zwergen und gewöhnlichen Sternen, sondern aufgrund eines noch katastrophaleren Ereignisses - einer Frontalkollision zweier kleiner Sterne.
Dieser "kosmische Unfall" führte zu einer Explosion, deren Stärke fast der einer Supernova-Explosion entspricht, und zur Geburt eines neuen Sterns, eines kleinen roten oder orangefarbenen Zwergs. Dieser Stern war mehrere tausend Mal schwächer als der Ausbruch selbst, der etwa zwei Jahre andauerte, weshalb Astronomen CK Vulpeculae bis jetzt nicht finden können.
Isotopenfabrik
Wie Kaminski bemerkt, interessierte sich sein Team nicht für den Stern selbst, sondern für den leuchtenden Nebel, der nach der Explosion entstand. Wie Wissenschaftler seit langem vermuten, muss sich darin eine große Anzahl seltener Isotope verschiedener Elemente befinden, die zum Zeitpunkt der Kollision der Leuchten entstanden sind, als die Temperaturen und Drücke in ihrer Materie Rekordhöhen erreichten.
Von besonderem Interesse für Wissenschaftler ist Aluminium-26, eines der seltensten Isotope dieses Metalls auf der Erde, das es heute in der Natur nicht mehr gibt. Diese Art von Metall wird laut Physikern nur bei Supernova-Explosionen und im Darm von superheißen "zotteligen" Leuchten, den sogenannten Wolf-Rayet-Sternen, gebildet und verwandelt sich nach seiner Geburt mehrere Millionen Jahre lang sehr schnell in stabiles Magnesium-26.
Die Hauptmaterie des Sonnensystems, wie der Anteil der Magnesiumisotope an der Materie der alten Meteoriten zeigt, enthielt große Mengen an Aluminium-26. Dies stellte die Wissenschaftler vor eines der Hauptgeheimnisse in der Geschichte der Entstehung der Erde und anderer Planeten - woher dieses Isotop kam, ob Supernovae seine einzige Quelle waren und wo die Sonne hätte geboren werden können.
Kaminsky und seine Kollegen haben es geschafft, dieses Rätsel teilweise zu lösen, indem sie das Gas- und Staubtuch von CK Vulpeculae mit dem auf dem chilenischen Hochplateau Chahnantor installierten APEX-Mikrowellenteleskop beobachteten. Wie seine "große Schwester", das ALMA-Observatorium, kann es die Bewegung selbst der kältesten und kleinsten Moleküle in solch dichten Ansammlungen von Gas und Staub verfolgen.
Wie sich herausstellte, befindet sich im Nebel, der CK Vulpeculae umgibt, eine ziemlich große Menge dieses Metalls in Form von Molekülen, die ein Atom Aluminium-26 und Fluor enthalten. Laut Astrophysikern war ihre Gesamtmasse ziemlich groß - etwa 3,4 Billionen Tonnen, was einem Viertel von Plutos Masse entspricht.
Sie waren, wie Kaminsky bemerkt, die ersten radioaktiven Moleküle, die Wissenschaftler im Weltraum gefunden haben, und der erste Beweis dafür, dass nicht alles Aluminium-26 von Supernovae und heißen Sternen produziert wird. Weitere Beobachtungen dieses ungewöhnlichen Sterns, so hoffen Wissenschaftler, werden dazu beitragen, zu verstehen, welche Rolle solche Kollisionen von Sternen bei der chemischen Evolution der Galaxie und bei der Bildung potenziell bewohnbarer Planeten spielen.
