Am 27. Dezember 2004 registrierten mehrere Satelliten einen starken Gammastrahlenausbruch eines etwa 30.000 Lichtjahre entfernten Magnetars. Das Ereignis gilt als eine der hellsten jemals in der Milchstraße beobachteten Explosionen und setzte enorme Energiemengen frei, die der gesamten Energiemenge entsprechen, die die Sonne in 250.000 Jahren produziert. Wissenschaftler bestätigten insbesondere, dass die Explosion eine Masse erzeugte, die der eines Planeten aus schweren Elementen – darunter Gold und Platin – entspricht.
Einer im Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Studie zufolge hat ein Wissenschaftlerteam der Columbia University überzeugende Beweise für die Beantwortung einer der umstrittensten Fragen der Astrophysik seit Jahrzehnten vorgelegt: Woher stammen die schwersten Elemente im Universum, wie Gold und Platin, wirklich?
Foto: SciTechDaily.
Im Gegensatz zu leichten Elementen wie Wasserstoff und Helium, die kurz nach dem Urknall entstanden, und Zwischenelementen wie Sauerstoff und Eisen, die in den Kernen gewöhnlicher Sterne entstanden, benötigen Elemente, die schwerer als Eisen (Fe) sind, für ihre Entstehung extreme physikalische Bedingungen, die über die Möglichkeiten von Supernova-Explosionen hinausgehen. Viele Jahre lang glaubten Wissenschaftler, dass Neutronensternverschmelzungen die Hauptquelle dieser Elemente seien. Die Entdeckung der Explosion im Jahr 2004 eröffnete jedoch einen potenziellen „Kandidaten“: Magnetare.
Ein Magnetar ist eine besondere Art von Neutronensternen, die sich durch ein extrem starkes Magnetfeld auszeichnen – zehn Billionen Mal stärker als das eines normalen Kühlschrankmagneten. Im Jahr 2004 erzeugte der Magnetar SGR 1806-20 einen massiven Gammastrahlenausbruch. Nach dem Haupt-Gammastrahlenausbruch registrierte das INTEGRAL-Weltraumteleskop der Europäischen Weltraumorganisation einen schwächeren, mehrere Stunden anhaltenden Strahlungsausbruch. Dieses Phänomen war damals noch nicht vollständig geklärt.
Ein Team der Columbia University hat nun gezeigt, dass diese verbleibende Strahlung tatsächlich ein Signal für den radioaktiven Zerfall neu gebildeter schwerer Elemente durch eine nukleare Kettenreaktion, den sogenannten r-Prozess, ist. Diese Reaktion tritt auf, wenn die äußere Schicht des Magnetars bei der Explosion auseinandergerissen wird, wodurch neue Atome entstehen können.
Anirudh Patel, der Ende 2024 Computersimulationen durchführte, stellte fest, dass das Lichtsignal aus dem Jahr 2004 mit dem Gammastrahlenmodell des radioaktiven Zerfalls superschwerer Elemente übereinstimmte. Das Team schätzt, dass mindestens 10 % allen Goldes, Platins und anderer Edelmetalle auf der Erde aus ähnlichen Magnetarexplosionen stammen könnten.
„Wir tragen möglicherweise Atome an unseren Handgelenken, die vor Zehntausenden von Lichtjahren in einer gewaltigen kosmischen Explosion entstanden sind“, sagte Professor Brian Metzger, der Leiter des Forschungsteams. „Es war die Anhäufung von Sternausbrüchen im Laufe der Geschichte der Galaxie, die zur Entstehung der wertvollen Mineralien auf unserem Planeten beigetragen hat.“
Die Entdeckung belegt zudem, dass Magnetare nicht nur leistungsstarke Gammastrahlenquellen, sondern auch äußerst effiziente „Elementschmieden“ im Universum sind. Nach der Neutronensternverschmelzung im Jahr 2017 ist dies erst das zweite Ereignis in der Geschichte der Wissenschaft, bei dem die Fähigkeit zur Bildung superschwerer Elemente durch einen klaren physikalischen Mechanismus bestätigt wurde.
Die Forschungsergebnisse verändern nicht nur die aktuelle wissenschaftliche Sicht auf die Herkunft der Edelelemente auf der Erde, sondern eröffnen auch eine neue Richtung für die Forschung zur Schlüsselrolle von Magnetaren in der chemischen Evolution des Universums.
Interessanter ist, dass das, was einst als Mythos der Alchemie galt – etwa die Verwandlung von Materie in Gold – heute wissenschaftliche Realität ist und mitten im Universum stattfindet, im Herzen explodierender Sterne, Zehntausende Lichtjahre von der Erde entfernt.
Quelle: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/vu-no-sao-tu-nam-2004-tao-ra-luong-vang-tuong-duong-mot-hanh-tinh-chi-trong-nua-giay/20250514084935150
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