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PRÄSOLARE MATERIE
Boten von einem anderen Stern
von Stefan Deiters
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2. August 2007

Vor 20 Jahren entdeckte man in einem Meteoriten erstmals Einschlüsse, die so alt waren, dass sie offenbar schon vor unserer Sonne entstanden sein mussten. Aus der Analyse dieser präsolaren Körner hat die Wissenschaft seitdem einiges über die Bedingungen in der Umgebung von Riesensternen gelernt, dem Ursprung dieser Boten von einem anderen Stern.

RCW 49

Spitzer-Aufnahme des Sternentstehungsgebietes RCW 49. Am Ende ihres Lebens stoßen Sterne ihre Hüllen ins All ab. Hier können erstmals chemische Reaktionen stattfinden und auch die Körner entstehen, die man in Meteoriten auf der Erde nachgewiesen hat.  Bild: NASA / JPL-Caltech / E. Churchwell (University of Wisconsin)

"In der unmittelbaren Umgebung eines Sterns kommt es zum ersten Mal zu chemischen Reaktionen", erläutert Katharina Lodders, Professorin für Erd- und planetare Wissenschaften an der Washington University in St. Louis. "Das ist der Ort, wo die im Inneren der Sterne erzeugten Elemente zum ersten Mal reagieren können. Es ist ein richtiger Supermarkt, in dem es Gas, Staubkörner, Moleküle und Atome gibt.   In diesen Hüllen um die Sterne entstanden einmal Partikel, die älter sein können als unsere Sonne. Das erste dieser Teilchen hat man vor 20 Jahren entdeckt."

Der Fund eines präsolaren Diamanten in einem Meteoriten sorgte 1987 in der Fachwelt für einige Aufmerksamkeit. Es war das erste Mal, dass "Sternenstaub", also Material, das nicht aus unserem Sonnensystem zu stammen scheint, in einem Meteoriten gefunden wurde. Seit damals hat man zahlreiche weitere Körner gefunden, die offenbar in der Hülle um eine ferne Sonne entstanden sind. Es handelt sich dabei um Diamanten, Siliziumkarbide, Korunde, Spinelle oder Silikate. Die jüngste Entdeckung dieser Art machten die Wissenschaftler im vergangenen Jahr, als sie in den Proben der Sonde Stardust ein Körnchen Silikat entdeckten, das offenbar von einem anderen Stern stammt und in einen Kometen unseres Sonnensystems eingebaut wurde.

Im Inneren der Sterne, wo die verschiedenen Elemente entstehen, ist es viel zu heiß, als dass irgendwelche chemischen Reaktionen ablaufen könnten. Am Ende des Sternenlebens aber, werden die erzeugten Elemente ins All geblasen. Hüllen aus Sternmaterie umgeben dann den sterbenden Stern. Diese Hüllen kühlen langsam ab, die chemischen Reaktionen können beginnen. Jetzt bilden sich Gasmoleküle oder feste Verbindungen. Hier entstehen die meisten interstellaren Körner. Auch unsere Sonne wird einmal in der sogenannten Roten Riesenphase ihre äußeren Hüllen ins All abstoßen.

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Die Körner, die so in den interstellaren Raum gelangt sind, finden irgendwann ihren Weg in neue Gaswolken und werden dann in neue Sterne und Planetensysteme eingebaut. Supernovae, also die Explosion eines deutlich massereicheren Sterns als unsere Sonne, sind nach Aussage von Lodders nur für rund ein Prozent der bekannten präsolaren Körner verantwortlich. Man hat inzwischen mehrere Tausende dieser Boten aus dem interstellaren Raum entdeckt und analysiert.

"In den 1960er Jahren wussten Astronomen gar nicht, dass es präsolare Körner in Meteoriten gibt", erinnert Lodder. "Man hat sie entdeckt, als Forscher Meteoritenproben analysierten und sich für die darin vorhandenen Edelgase interessierten. Sie fragten sich, was der Träger dieser Edelgase ist." Durch gründliche Untersuchungen fanden sie schließlich die Antwort: Präsolare Diamanten, Graphit und Siliziumkarbide. So entstand vor 20 Jahren ein ganz neues Forschungsgebiet.

"Diese winzigen Körner aus Sternenstaub haben alle Widrigkeiten im interstellaren Medium überlebt und auch die Entstehung des Sonnensystems und die Einlagerung in einen Asteroiden, von dem der Meteorit stammt, unbeschadet überstanden", so Lodder. "Dies ist auch der Grund warum die Wissenschaftler diesen Sternenstaub präsolar nennen: Er muss schon vorhanden gewesen sein, bevor unser Sonnensystem entstand." Für die Wissenschaftler lieferte die Analyse dieses Sternenstaubs wichtige Einblicke über die Entstehung von Elementen und Isotopen sowie über die Bedingungen in der Umgebung von Riesensternen und Supernovae.

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siehe auch
Radioastronomie: Komplexe Chemie im interstellaren Raum - 24. Juli 2007
Teilchenphysik: Die Chemie des Universums - 16. Juli 2007
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