Astronomie : Enkelkinder von Sternen

Die Erde, Tiere und Menschen bestehen unter anderem aus den Resten alter Sonnen. Meteoritenfunde zeigen: Unser Sonnensystem gehört vermutlich bereits zur dritten Sternen-Generation.

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Bausteine für eine neue Welt. Bei der Explosion eines Sterns werden schwere Elemente frei, die zuvor in seinem Inneren entstanden sind. Sie können dann in Planeten eingebaut werden.
Bausteine für eine neue Welt. Bei der Explosion eines Sterns werden schwere Elemente frei, die zuvor in seinem Inneren entstanden...Foto: Esa/Nasa

Nach dem Urknall bestand das Universum zunächst fast ausschließlich aus den leichtesten Elementen Wasserstoff und Helium. Schwerere Elemente wie Aluminium, Eisen oder Uran konnten erst unter den extremen Bedingungen in Sternen und Sternenexplosionen entstehen. Auch die Erde und wir selbst bestehen aus den Resten ausgebrannter Sonnen. Wie Forscher aus Frankreich und der Schweiz im Fachblatt „Astronomy & Astrophysics“ berichten, gelang es ihnen, aus dem Sternenstaub sogar die Vorgeschichte unseres Sonnensystems herauszulesen. Demnach kam unsere Sonne erst spät ins Spiel, sie ist ein Stern der dritten Generation, gewissermaßen ein Enkel der ersten Sonnen.

Ohne Sterne gäbe es keine schweren Elemente wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Eisen. Sie entstehen im Innern der Sonnen durch die Verschmelzung von leichten zu schwereren Atomkernen. Vor allem schwere Riesensterne sind es, die sehr effektiv leichte Elemente in schwere umwandeln. Mit ihren gewaltigen Drücken und Temperaturen sind sie wahre Hochleistungsfusionsreaktoren, die innerhalb kurzer Zeit unglaubliche Mengen Material verbraten, die sie dann in gigantischen Supernova-Explosionen in ihrer Umgebung verbreiten. Ihre Lebensdauer beträgt zum Teil nur wenige Millionen Jahre. Kleinere Sterne wie unsere Sonne sind hingegen vergleichsweise kühl und besitzen eine Lebensdauer von etlichen Milliarden Jahren.

Eine Schwierigkeit bei der Suche nach der Vorgeschichte unseres Sonnensystems liegt darin, dass es seit seiner Entstehung rund 20 Mal um das Zentrum unserer Galaxie gekreist ist. Alle unsere ehemaligen Nachbarsterne, die mit der Sonne entstanden sind, haben sich in der Zwischenzeit quer durch die Milchstraße verteilt und können nicht mehr zum Vergleich dienen.

Die Antwort auf die Frage, woher unsere Materie stammt, liegt vor allem in Meteoriten. Einige besonders alte Meteoriten enthalten mineralische Einschlüsse aus der Zeit, als Sonne und Planeten noch im Entstehen waren. Die darin enthaltenen Elemente sind Zeugen der Geburtsstunde unseres Sonnensystems. Anhand der Elementverteilungen in den Meteoriten sowie mithilfe astrophysikalischer Simulationen versuchen Forscher, die Vorgeschichte unserer kosmischen Heimat zu entschlüsseln.

Das taten auch Matthieu Gounelle und Georges Meynet. Sie kommen mit ihren Modellen zu folgendem Ablauf: Vor gut viereinhalb Milliarden Jahren muss sich eine riesige Molekülwolke immer weiter abgekühlt und zusammen gezogen haben, bis die ersten Sterne entstanden. Einige schwere Sterne explodierten nach kurzer Zeit in Supernovae und reicherten ihre Umgebung dabei mit Eisen an. Die Druckwelle der Explosionen verdichtete auch das Gas der Molekülwolke und stieß dadurch die Entstehung von tausenden Sternen der zweiten Generation an. Ein besonders schwerer Stern dieser zweiten Generation blies mit seinem Sternenwind dann weitere schwere Elemente in seine Umgebung, verdichtete das Gas dort und regte seinerseits die Bildung von mehreren hundert Sternen der dritten Generation an. Eine von diesen war unsere Sonne.

Sollte sich dieses Modell erhärten, sind die Sonne und unsere Erde also die Enkelkinder eines ganz gewöhnlichen galaktischen Vorgangs, wie er überall im Kosmos fortwährend abläuft. Dirk Eidemüller

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