Heftige Sternexplosionen im jungen Kosmos

Uralter Stern liefert Indizien für „Magnetorotations-Hypernove“

Außergewöhnlich heftige Sternexplosionen im jungen Kosmos haben entscheidend zur Entstehung schwerer Elemente beigetragen. Das zeigt die Untersuchung eines uralten Sterns in unserer Milchstraße durch ein internationales Forschungsteam. Der als SMSS J200322.54-114203.3 katalogisierte Stern enthält extrem wenig schwere Elemente – ein Beleg für sein Alter – aber ungewöhnlich große Mengen einiger Stoffe wie Zink und Uran. Dabei müsse es sich um die Überreste einer „Magnetorotations-Hypernovae“ handeln, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Unsere Beobachtungen liefern erstmals Beweise für die Existenz einer besonderen Art von Hypernovae, in der alle Elemente des Periodensystems auf einen Schlag entstehen können“, erläutert Chiaki Kobayashi von der University of Hertfordshire in Großbritannien. „Nur die Explosion eines schnell rotierende, massereichen Sterns mit einem starken Magnetfeld kann unsere Beobachtungen erklären.“

Beim Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren sind nur Wasserstoff und Helium sowie eine Prise Lithium entstanden. Alle schwereren Elemente haben sich durch Kernfusion im Inneren von Sternen, bei Sternexplosionen und beim Zusammenstoß von Neutronensternen gebildet. Uralte Sterne sind deshalb extrem arm an schweren Elementen – so auch der 7500 Lichtjahre entfernte Stern SMSS J200322.54-114203.3 im Halo unserer Milchstraße. Doch er enthält überraschenderweise mehr Zink und Uran als von den Astronomen für einen in der Frühzeit des Kosmos entstandenen Stern erwartet. „Diese Elemente müssen irgendwo herkommen“, so Kobayashi, denn mit den bislang bekannten Prozesse ließen sie sich nicht erklären.

Wie Kobayashi und seine Kollegen jetzt zeigen, passt die Häufigkeit der schweren Elemente in SMSS J200322.54-114203.3 jedoch zur Explosion eines schnell rotierenden Sterns mit der 25-fachen Masse unserer Sonne und einem starken Magnetfeld. Über die Existenz solcher „Magnetorotations-Hypernovae“ war bislang von Astrophysikern lediglich theoretisch spekuliert worden. „SMSS J200322.54-114203.3 ist nach unseren Berechnungen vor 13 Milliarden Jahren aus den chemischen Überresten einer solchen Hypernova entstanden“, sagt David Yong von der Australian National University in Canberra. „Es ist das erste Mal, dass wir so etwas aufgespürt haben.“

Sterne leben umso länger, je geringer ihre Masse ist. Unsere Sonne hat eine Lebensdauer von etwa zehn Milliarden Jahren, von denen bereits 4,5 Milliarden Jahre verstrichen sind. Ein Stern mit nur der halben Sonnenmasse dagegen hat bereits eine Lebensdauer von über 50 Milliarden Jahren – also ein Vielfaches des Alters unseres Universums. Deshalb können Astronomen aus massearmen, alten Sternen etwas über die Frühgeschichte des Kosmos lernen. SMSS J200322.54-114203.3 sei deshalb, so die Wissenschaftler, eine bedeutsame Entdeckung die neue Wege für die Entstehung der schweren Elemente im jungen Kosmos aufzeige.

Bildquelle: Da Costa/SkyMapper

Autor: Rainer KayserE-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!