Jens Asbjørn Bøgen
Astronomen in Japan sagen, sie hätten endlich die lang vermisste Quelle von zwei lebenswichtigen Elementen gefunden.
Seit Jahren haben theoretische Modelle Schwierigkeiten zu erklären, warum diese Odd-Z-Elemente im Universum in weit größeren Mengen vorkommen, als Sterne eigentlich produzieren sollten.
Laut einem Bericht der Kyōto-Universität wandten sich Forschende dort und an der Meiji-Universität Cassiopeia A zu, einem der am besten untersuchten Supernova-Überreste der Milchstraße, um nach Hinweisen zu suchen. Sie nutzten XRISM, die seit 2023 von JAXA betriebene X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission.
Der Resolve-Mikrokalorimeter an Bord des Satelliten, der eine deutlich höhere Energieresolution bietet als frühere Detektoren, ermöglichte es dem Team, extrem schwache Emissionslinien zu identifizieren, die mit seltenen Elementen verbunden sind.
Diese Messungen wurden anschließend mit mehreren etablierten Modellen der Nukleosynthese verglichen.
Unerwartete Häufigkeit
Die Analyse ergab, dass Cassiopeia A Chlor und Kalium in Mengen enthält, die die Vorhersagen der gängigen Supernova-Theorie deutlich übersteigen.
In einem Artikel der Kyōto-Universität erklären die Forschenden, dass dies die erste beobachtungsbasierte Bestätigung dafür ist, dass ein einzelner explodierender Stern genügend dieser Elemente erzeugen kann, um die kosmischen Gesamtmengen zu erklären.
Die Forschenden argumentieren, dass eine kräftige interne Durchmischung in massereichen Sternen — möglicherweise angetrieben durch schnelle Rotation, Wechselwirkungen in Doppelsternsystemen oder Verschmelzungsereignisse von Schalen — die Produktion dieser Elemente erhöhen könnte, bevor der Stern kollabiert.
„Als wir die Resolve-Daten zum ersten Mal sahen, entdeckten wir Elemente, deren Nachweis ich vor dem Start nie erwartet hätte“, sagte der korrespondierende Autor Toshiki Sato. „Mit einem von uns entwickelten Satelliten eine solche Entdeckung zu machen, ist für mich als Forscher eine große Freude.“
Im Inneren explodierender Sterne
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Stoffe, die für Leben entscheidend sind, in gewaltigen stellaren Umgebungen geschmiedet wurden — lange bevor sich Planeten bilden konnten.
Das Team sagt, dass die Arbeit zudem die Leistungsfähigkeit der hochpräzisen Röntgenspektroskopie für die Untersuchung der unsichtbaren Physik tief im Inneren von Sternen demonstriert.
„Ich freue mich sehr, dass wir auch nur ansatzweise beginnen konnten zu verstehen, was im Inneren explodierender Sterne geschieht“, bemerkte Mitautor Hiroyuki Uchida.
Wie es weitergeht
Die Forschenden wollen weitere Supernova-Überreste mit XRISM untersuchen, um festzustellen, ob Cassiopeia A einzigartig ist oder Teil eines größeren Musters in der stellaren Evolution.
„Wie die Erde und das Leben entstanden sind, ist eine ewige Frage“, sagte Mitautor Kai Matsunaga. „Unsere Studie deckt nur einen kleinen Teil dieser gewaltigen Geschichte auf.“
Die vollständige Studie können Sie in Nature lesen (neuer Tab).
Quellen: Kyōto-Universität