Hallo kerby,
damit ist nicht gemeint, daß man die Überreste, in Form eines (Neutronen)Sterns gefunden hat.
Ein Stern erzeugt während seines ‚Lebens‘ eine Reihe verschiedener chemischer Elemente durch die Kernfusion die sich in seinem Inneren abspielt. Das funktioniert maximal bis hin zum Eisen. Warum diese Grenze? Für die Fusion von noch schwereren Elementen (mit mehr Protonen und Neutronen im Atomkern) muß vorher mehr Energie aufgewendet werden, als hinterher dabei entsteht.
Ja aber, wenn das so wäre, dann dürfte es doch gar keine schwereren Elemente wie z.B. Wolfram, Silber, Eisen, Jod, Gold, Kupfer, Uran bei uns geben?
Stimmt!
Es dürfte aber auch keinen Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Eisen geben, denn die würden ja alle in ihrem Stern stecken bleiben und wären für den Rest des Universums für immer verloren.
Die Beobachtung, daß (manche) Sterne explodieren, löste gleich beide Rätsel.
Bei einer SN-Explosion ‚fegt‘ eine derart gewaltige Druckwelle durch das Material des kollabierenden Sterns, daß genügend Druck, Temperatur und Energie zur Verfügung steht, um jedes denkbare Element zu erzeugen. Je schwerer, um so seltener zwar, aber trotzdem in ungeheuren Mengen. Auch Elemente, die es in unserer (natürlichen) Umgebung gar nicht (mehr) gibt.
Warum gibt es die nicht mehr?
Neben den in der Natur, oder besser in der uns umgebenden Natur vorkommenden stabilen (chemischen) Elementen gibt es zu jedem dieser Elemente etliche Isotope. Elemente mit gleicher Chemie, weil gleiche Anzahl Protonen im Kern, aber unterschiedlich vielen Neutronen. Die Anzahl von Protonen und Neutronen in einem Element muß in einem für dieses Element ‚richtigen‘ Verhältnis stehen, sonst ist es nicht stabil. Solche Elemente sind, so lange sie noch existieren, radioaktiv. Sie zerfallen mehr oder minder schnell, im Wesentlichen abhängig davon wie groß das ‚mißverhältnis‘ zwischen den Protonen und Neutronen in ihrem Kern ist und auch ob sie insgesamt noch nicht zu groß/schwer sind. Zerfallen sie schnell genug, dann gibt es in der uns direkt umgebenden Natur keine mehr davon.
Bei diesem radioaktiven Zerfall ‚strahlt‘ ein solcher instabiler Atomkern allerlei ‚Zeugs‘ in die Gegend. Elektonen, Positronen, Neutronen, Alpha-Teilchen, Neutrinos, Gammastrahlung … Das macht er im Prinzip so lange (in ein bis mehreren Zwischenschritten), bis er einen stabilen Zustand erreicht hat.
Der Clou bei der Sache ist aber, daß bei diesem Zerfall aus z.B. einem Uran-Atom etwas völlig anderes wird (ein anderes chemisches Element). Der Chemie, die sich ja in der Elektronenhülle der Atome abspielt, ist es nahezu egal was für ‚Unruhe‘ im Kern herrscht, so lange nur die richtige Anzahl von Protonen für die richtige Anzahl von Elektronen sorgt. Zerfällt aber ein solcher unstabiler Kandidat zu einem ganz anderen chemischen Element, ändert sich auch die Chemie die dieses Atom vorher noch an einen geeigneten Partner gebunden hatte.
Wenn sich nun in einer Staubscheibe um einen werdenden Stern herum verschiedene chemische Elemente mit einander verbinden, dann geschieht das nach den Gesetzen der Chemie.
Ein möglichst einfaches fiktives Beispiel. Die Buchstaben die ich im Beispiel verwende, haben nichts mit den chemischen Elementen zu tun, die damit sonst im richtigen Leben verbunden werden : Ein Atom der Sorte A verbindet sich immer nur mit einem Atom der Sorte B und diese Verbindung bildet ihrerseits Kristalle aus dieser Verbindung.
(im richtigen Leben bilden z.B. Natrium und Chlor Kochsalzkristalle.)
Nehmen wir mal an, daß während der Explosion einer Supernova gleich viele stabile Isotope der Sorte A entstehen, wie deren radioaktive Variante. Beide Sorten tun sich nun mit den Atomen der Sorte B zusammen und bilden in dieser Verbindung ‚große‘ Kristalle aus zahlreichen AB-Molekülen (wir würden dazu auch ‚Staub‘ sagen)
Wir finden diesen ‚Staub‘ heute und stellen fest: Nur die Hälfte aller Moleküle des gefundenen Kristalls besteht aus AB Molekülen, die andere Hälfte besteht aus den Atomen der Sorte B und der Sorte C (1/4 Anteil C im Kristall. C soll das stabile Zerfallsprodukt vom radioaktiven A sein)
Dann können wir daraus schließen, daß zur Zeit als sich dieser Kristall gebildet hatte, der Anteil stabiles A und der Anteil radioaktives A gleich groß war.
Nehmen wir jetzt mal an, daß das radioaktive A eine sogenannte Halbwertzeit von 1 Million Jahren hat. Den Fall, daß sich die Kristalle gleich nach der Supernovaexplosion bildeten haben wir nun schon besprochen.
Wenn es nun aber z.B. 1 Million Jahre dauert, bis sich die Atome dieser Supernova zu solchen Kristallen verbinden, dann werden wir heute nicht mehr einen Kristall finden bei dem die Hälfte der B-Atome ohne geeigneten Partner im Kristall eingeschlossen ist, sondern nur ¼ der B-Atome im Kristall wären dann ohne geeigneten Partner und 1/8 aller Atome im Kristall wären dann von der Sorte C.
Auf diesem Wege kann man herausfinden wann nach der Entstehung ihrer Bausteine (in einer Supernova) sich bestimmte Kristalle oder andere chemische Verbindungen gebildet haben. Man kann damit auch herausfinden, daß zwar die Supernovaexplosionen die das meiste Material unseres Sonnensystems hergestellt hatten schon länger zurück lagen, daß aber mindestens eine stattgefunden haben muß, die ‚frischeres‘ Material beigetragen hat. Z.B. dadurch, daß man zwar überwiegend die Kristalle mit nur 1/8 C-Anteil findet, aber eben auch einen gewissen Anteil Kristalle mit ¼ Anteil C.
Diese und andere auch auf radioaktivem Zerfall beruhende Methoden zur Altersbestimmung setzen aber voraus, daß man weiß, wann sich solche Kristalle bilden (welche Temperaturen das Gas in der Staubscheibe oder schon vorher in der Sternbildungsregion unterschreiten und welche Dichte es überschreiten muß und noch viele andere Rahmenbedingungen, die aus ganz verschiedenen Fachgebieten zusammengetragen werden müssen, um sowas ‚gewinnbringend‘ einsetzen zu können.
Herzliche Grüße
MAC
