Home  |  Nachrichten  | Frag astronews.com  | Bild des Tages  |  Kalender  | Glossar  |  Links  | Forum  | Über uns    
astronews.com  
Nachrichten

astronews.com
astronews.com

Der deutschsprachige Onlinedienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt

Home  : Nachrichten : Forschung : Artikel [ Druckansicht ]

 
ELEMENTENTSTEHUNG
Supernova im Speicherring
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Goethe-Universität Frankfurt am Main 
astronews.com
19. März 2019

Als unser Universum entstand, gab es keine schweren Elemente: Sie wurden im Laufe der Zeit im Inneren von Sternen erzeugt oder entstanden sogar erst durch die Explosion eines Sterns in einer Supernova. Was dabei genau passiert, lässt sich auf der Erde nur schwer untersuchen. Einem Forschungsteam ist nun aber ein wichtiger Fortschritt gelungen.

Speicherring
Erstmals konnte mithilfe eines Ionenspeicherrings die Fusion von Wasserstoff und Xenon bei Temperaturen untersucht werden, wie sie bei Sternexplosionen vorkommen. Bild: Mario Weigand, Goethe-Universitä [Großansicht]

Bei Sternenexplosionen oder an der Oberfläche von Neutronensternen entstehen schwere Elemente durch den Einfang von Wasserstoff-Kernen (Protonen). Das geschieht bei extrem hohen Temperaturen, jedoch bei relativ geringen Energien. Einem internationalen Forscherteam unter Leitung der Goethe-Universität ist es nun gelungen, den Protoneneinfang am Experimentierspeicherring des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung zu untersuchen.

Wie die Forscher in ihrer Studie berichten, wollten sie die Wahrscheinlichkeit für einen Protoneneinfang in astrophysikalischen Szenarien genauer bestimmen. Dabei waren sie mit zwei Herausforderungen konfrontiert, wie Dr. Jan Glorius aus der GSI-Forschungsabteilung Atomphysik erläutert: "Die Reaktionen treten am wahrscheinlichsten unter astrophysikalischen Bedingungen in einem Energieintervall auf, das wir als Gamow-Fenster bezeichnen. In diesem Intervall sind die Atomkerne eher langsam und damit in der benötigten Intensität schwer zu bekommen. Des Weiteren fällt der Wirkungsquerschnitt, also die Wahrscheinlichkeit für den Protoneneinfang, sehr stark mit der Energie ab. Es war bisher kaum möglich, geeignete Bedingungen für solche Reaktionen im Labor herzustellen."

Eine Lösung schlug bereits vor 10 Jahren René Reifarth, Professor für Experimentelle Astrophysik an der Goethe-Universität, vor: Die niedrigen Energien im Bereich des Gamow-Fensters lassen sich präziser einstellen, wenn man die schweren Reaktionspartner in einem Beschleuniger kreisen lässt, in dem sie auf ein ruhendes Protonengas treffen. Erste Erfolge erzielte er im September 2015 mit einer Helmholtz-Nachwuchsforschergruppe. Inzwischen hat seine Gruppe von Professor Yuri Litvinov, der das von der Europäischen Union geförderte Forschungsprojekt ASTRUm bei GSI leitet, hervorragende Verstärkung bekommen.

Anzeige

Im Experiment stellten die beiden Forschergruppen zunächst Xenon-Ionen her. Im Experimentierspeicherring ESR wurden sie abgebremst und mit Protonen zur Wechselwirkung gebracht. Dabei kam es zu Reaktionen, in denen Xenon-Kerne ein Proton einfingen und sich in das schwerere Cäsium umwandelten – ein Vorgang, wie er auch in astrophysikalischen Szenarien stattfindet. "Das Experiment trägt entscheidend dazu bei, unser Verständnis der Nukleosynthese im Kosmos voranzubringen", freut sich Reifarth. "Denn Dank der leistungsstarken Beschleunigeranlage an der GSI konnten wir die experimentelle Technik zum Abbremsen des schweren Stoßpartners verbessern. Wir wissen jetzt auch genauer, in welchem Bereich die bisher nur theoretisch vorhergesagten Reaktionsraten liegen. So können wir künftig die Entstehung der Elemente im Universum noch präziserer modellieren."

Die Experimente fanden im Rahmen der Forschungskollaboration SPARC (Stored Particles Atomic Physics Research Collaboration) statt, die Teil des Forschungsprogramms von FAIR ist. Bei der Durchführung kamen durch die Verbundforschung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung geförderte Geräte zum Einsatz.

Ihre Ergebnisse veröffentlichten das Team jetzt in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

Forum
Supernova im Speicherring. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Nukleosynthese: Der Elemententstehung auf der Spur - 30. März 2016
Nukleosynthese: Cadmiumisotope in der Falle - 14. Dezember 2015
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Goethe-Universität Frankfurt am Main
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
 
Anzeige
Anzeige
astronews.com 
Nachrichten Forschung | Raumfahrt | Sonnensystem | Teleskope | Amateurastronomie
Übersicht | Alle Schlagzeilen des Monats | Missionen | Archiv
Weitere Angebote Frag astronews.com | Forum | Bild des Tages | Newsletter
Kalender Sternenhimmel | Startrampe | Fernsehsendungen | Veranstaltungen
Nachschlagen AstroGlossar | AstroLinks
Info RSS-Feeds | Soziale Netzwerke | astronews.com ist mir was wert | Werbung | Kontakt | Suche
Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutzerklärung
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2019. Alle Rechte vorbehalten.  W3C
Diese Website wird auf einem Server in der EU gehostet.

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2019
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: https://www.astronews.com:443/news/artikel/2019/03