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Explosiver Ursprung des Elements Lithium

Erstellt von: Dr. Rainer Kayser | | Forschung und neue Erkenntnisse

Explosionen auf Weißen Zwergsternen produzieren einen signifikanten Anteil des Elements Lithium-7. Das zeigen Beobachtungen der Nova Delphini 2013 durch ein Forscherteam aus Japan und den USA. Die Messungen bestätigen damit erstmals theoretische Vorhersagen zur Herkunft des seltenen Elements. Das verwendete Verfahren könnte dabei helfen, die Entwicklung des Lithiumanteils der Galaxis aufzuklären, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Der Ursprung von Lithium und die zu seiner Entstehung nötigen Prozesse sind bislang nicht restlos aufgeklärt“, stellen Akito Tajitsu vom Subaru Telescope auf Hawaii und seine Kollegen fest. Ursprünglich waren die Astronomen davon ausgegangen, dass das leichte Element – es folgt im Periodensystem unmittelbar auf Wasserstoff und Helium – bereits beim Urknall entstanden ist. Doch die Untersuchung alter Sterne lieferte einen Lithium-Anteil, der weniger als der Hälfte der theoretischen Vorhersagen für die Elemententstehung beim Urknall entspricht. Eine mögliche Erklärung für diese Diskrepanz ist, dass Lithium in tiefere Schichten der Sterne absinkt und dort zerstört wird.

Andererseits beobachten die Himmelsforscher jedoch deutlich höhere Lithium-Anteile in jüngeren Sternen. Demnach muss es einen Prozess geben, der nach dem Urknall weiteres Lithium produziert. Theoretische Modelle zeigen, dass vor allem Riesensterne und Novae als „Lithium-Fabriken“ infrage kommen – doch bislang ließ sich dieses Szenario nicht durch Beobachtungen belegen.

Das hat sich nun geändert. Tajitsu und seine Kollegen präsentieren Beobachtungen der klassischen Nova Delphini 2013. Klassische Novae sind Weiße Zwerge, die so lange Materie von einem zweiten Stern aufnehmen, bis es auf ihrer Oberfläche zu einer thermonuklearen Explosion kommt. Dabei katapultiert der Stern seine äußeren Schichten ins All hinaus. Die Messungen von Tajitsu und seinen Kollegen zeigen, dass die abströmende Materie einen signifikanten Anteil an Beryllium-7 enthält, das offenbar beim Nova-Ausbruch entstanden ist. Beryllium-7 ist radioaktiv und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 53 Tagen in Lithium-7. „Unser Ergebnis unterstützt die theoretische Vorhersage“, so die Forscher, „dass ein signifikanter Anteil des Lithiums bei klassischen Nova-Explosionen entsteht.“ Die Beobachtung von Beryllium unmittelbar nach solchen Ausbrüchen könne daher zu einem wichtigen Werkzeug zur Untersuchung der Lithium-Geschichte unserer Milchstraße werden.

Quelle: dx.doi.org/10.1038/nature14161