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Astropage.eu | Datum: 05.05.2012 - 00:05 | Fehler melden
Tags: Supernova, Stern, Urknall, R-Prozess, chemisches Element
Kategorien: Astronomie Quelle

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Astronomen weisen erstmals Arsen und Selen in einem alten Stern nach



Schematische Darstellung unserer Milchstraßen-Galaxie in der Draufsicht. (NASA / JPL)
Credit: Schematische Darstellung unserer Milchstraßen-Galaxie in der Draufsicht. (NASA / JPL)

Der Urknall erzeugte viel Wasserstoff und Helium, sowie eine geringe Menge Lithium. Alle schwereren Elemente, die im Periodensystem der Elemente aufgelistet sind, wurden während der letzten 13,7 Milliarden Jahre von Sternen produziert. Astronomen analysieren das Licht von Sternen, um ihre chemische Zusammensetzung, den Ursprung der Elemente, das Alter der Sterne und die Entwicklung von Galaxien und des Universums zu bestimmen. Jetzt haben Astro- nomen erstmals die Anwesenheit von Arsen und Selen in einem alten Stern nachgewiesen, der sich in dem schwachen stellaren Halo befindet, welcher die Milchstraße umgibt. Arsen und Selen sind benachbarte Elemente nahe der Mitte des Periodensystems und stellen einen Übergang bei der Produktion von leichten zu schweren Elementen dar. Sie wurden bis jetzt nicht in alten Sternen nachgewiesen.

Der leitende Autor der Studie im Astrophysical Journal, Stipendiat Ian Roederer von den Carnegie Observatories, erklärte: "Sterne wie unsere Sonne können Elemente bis hin zu Sauerstoff herstellen. Andere, massivere Sterne können durch Kernfusion - den Prozess, bei dem Atomkerne verschmelzen und viel Energie freisetzen - schwerere Elemente synthetisieren, jene mit mehr Protonen in ihren Kernen, bis hin zu Eisen. Die meisten Elemente, die schwerer als Eisen sind, werden in einem Prozess namens Nukleosynthese (genauer: neutron-capture nucleosynthesis) hergestellt.

"Obwohl Neutronen keine Ladung besitzen, können sie - nachdem sie sich im Kern befinden - in Protonen zerfallen und Elemente mit größeren Ordnungszahlen produzieren. Eine der Möglichkeiten, die diese Methode nutzen kann, ist die Bestrahlung mit Neutronen bei dem Ausbruch während einer Supernova, dem gewaltsamen Tod eines Sterns. Wir nennen diesen Prozess den 'schnellen Prozess' (rapid process, R-Prozess; Anm. d. Red.). Er kann in Sekundenbruchteilen Elemente aus der Mitte und dem unteren Bereich des Periodensystems erzeugen - von Zink bis Uran."

Roederer betrachtete gemeinsam mit dem Co-Autor James Lawler ein Ultraviolett-Spektrum des Hubble Space Telescope aus den öffentlichen Archiven, um Arsen und Selen in einem zwölf Milliarden Jahre alten Halo-Stern mit der Bezeichnung HD 160617 nachzuweisen. Diese Elemente wurden in einem noch älteren Stern gebildet, der schon lange vergangen ist und anschließend in den Stern HD 160617 hineingeboren, ähnlich wie Gene von den Eltern an die Kinder weitergegeben werden.

Das Team untersuchte ebenfalls Daten über diesen Stern aus den öffentlichen Archiven verschiedener bodengestützter Teleskope und war in der Lage, 45 Elemente nachzuweisen. Neben Arsen und Selen fanden sie zudem selten beobachtetes Cadmium, Tellur und Platin, die alle durch den R-Prozess erzeugt wurden. Dies ist das erste Mal, dass diese Elemente gemeinsam außerhalb des Sonnensystems registriert wurden. Astronomen können den R-Prozess in keinem Labor reproduzieren, weil die Bedingungen so extrem sind. Der Schlüssel zur Nachbildung des R-Prozesses liegt in astronomischen Beobachtungen.

"Was ich aufregend finde ist, dass Arsen und Selen in anderen Sternen gefunden werden können, sogar in Sternen wie HD 160617, die wir seit Jahrzehnten studieren", betonte Roederer. "Jetzt da wir wissen, wo wir suchen müssen, können wir diese Elemente in anderen Sternen untersuchen. Den R-Prozess zu verstehen hilft uns zu erkennen, warum wir bestimmte Elemente wie Barium auf der Erde finden oder warum Uran so selten ist."

(THK)



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