Supermagnetische Sterne produzieren Edelmetalle in Massen
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Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass eine riesige Flares von einem stark magnetisierten Stern, einem sogenannten Magnetar, schwere Elemente wie Gold und Platin erzeugen kann. Die starken, verdrehten Magnetfeldlinien des Magnetars (grün dargestellt) können den Fluss elektrisch geladener Materie aus dem Objekt beeinflussen. Foto: NASA/JPL-Caltech Ads_BA_AD(‚mFLB‘); Gold, Platin, Uran – kostbare Metalle, die wir auf der Erde mühsam fördern, könnten ihren Ursprung in gewaltigen Sternenexplosionen haben. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass sogenannte Magnetare – extrem stark magnetisierte Neutronensterne – große Mengen dieser schweren Elemente ins Weltall schleudern können. Forschende des Flatiron Institute in New York zeigen, dass einzelne Ausbrüche dieser Sterne die Masse von Planeten in Form schwerer Atomkerne freisetzen könnten. Inhaltsverzeichnis Eine Explosion mit dem Gewicht von 27 Monden Woher stammen die schwersten Elemente? Magnetare: Die unterschätzten Schwergewichte Das vergessene Signal von 2004 Wie viel Gold stammt aus Magnetaren? Blick in junge Galaxien Die Suche geht weiter Eine Explosion mit dem Gewicht von 27 Monden Im Jahr 2004 registrierte ein Weltraumteleskop einen außergewöhnlich intensiven Lichtblitz. Die Ursache war schnell gefunden: Ein Magnetar hatte eine riesige Fackel – einen sogenannten „Giant Flare“ – ausgelöst. Diese Strahlungsexplosion dauerte nur Sekunden, setzte jedoch mehr Energie frei als unsere Sonne in einer Million Jahren. Doch zehn Minuten später registrierten die Instrumente ein weiteres, schwächeres Signal. Lange Zeit blieb unklar, was genau es ausgelöst hatte. Zwei Jahrzehnte später konnte ein Forschungsteam um Brian Metzger und Anirudh Patel die Antwort liefern: Es war der radioaktive Zerfall neu gebildeter schwerer Elemente. Ihr Ursprung: die Kruste des Magnetars. Stellenangebote im Bereich Luft- und Raumfahrt Luft- und Raumfahrt Jobs Slider zurück scrollen Slider weiter scrollen Business Development Manager im Bereich Sales (m/w/d) pro-beam GmbH & Co. KGaA Gilching bei München Zum Job Ingenieur als Programm Manager Luftfahrt (m/w/d) Nord-Micro GmbH & Co. OHG Frankfurt am Main Zum Job Die Astronominnen und Astronomen berechneten, dass bei dieser Fackel eine Masse von etwa einem Drittel der Erde ins All geschleudert wurde – bestehend aus Elementen wie Gold, Platin und Uran. In Zahlen ausgedrückt: 2 Millionen Milliarden Milliarden Kilogramm.Ads_BA_AD(„VID“)Ads_BA_AD(„mVID“) Woher stammen die schwersten Elemente? Wasserstoff, Helium und kleine Mengen Lithium entstanden kurz nach dem Urknall. Doch alles, was schwerer ist als Eisen, muss unter extremeren Bedingungen entstehen. Forschende sprechen hier vom r-Prozess – dem schnellen Neutroneneinfangprozess. Dabei werden Atomkerne mit Neutronen regelrecht bombardiert. Das kann nur in besonders dichten und energiereichen Umgebungen geschehen. Lange galten Supernovae oder die Kollision zweier Neutronensterne als Hauptquellen für diese Bedingungen. Ein wichtiger Hinweis kam 2017, als erstmals eine solche Kollision beobachtet wurde – samt Nachweis neu gebildeter schwerer Elemente. Doch die Häufigkeit solcher Ereignisse reicht nicht aus, um den heutigen Edelmetallbestand unserer Galaxie zu erklären.Ads_BA_AD(„ILB3“)Ads_BA_AD(„mCAD3“) Magnetare: Die unterschätzten Schwergewichte Magnetare sind eine seltene Untergruppe von Neutronensternen. Sie entstehen, wenn ein massereicher Stern am Ende seines Lebens kollabiert. Übrig bleibt ein extrem dichter Restkörper – etwa so groß wie eine Stadt, aber mit der Masse eines Sterns. Was Magnetare besonders macht, ist ihr Magnetfeld. Es ist bis zu tausend Billionen Mal stärker als das der Erde. Diese Magnetfelder können zu gewaltigen Spannungen in der Sternenkruste führen. Wenn sie sich entladen, kommt es zu einem Flare – einer Explosion, die nicht nur Strahlung, sondern auch Materie freisetzt. Laut den Berechnungen von Metzgers Team können dabei große Mengen an Material in eine Umgebung gelangen, die für den r-Prozess geeignet ist. „Es ist ziemlich unglaublich, dass einige der schweren Elemente, die uns umgeben, wie die Edelmetalle in unseren Handys und Computern, in diesen verrückten, extremen Umgebungen entstehen“, sagt Anirudh Patel, Hauptautor der Studie. 🔍 Was ist ein Magnetar? Typ: Neutronenstern Besonderheit: Extrem starkes Magnetfeld (bis zu 10¹¹ Tesla) Entstehung: Durch Supernova-Explosion massereicher Sterne Größe: Etwa 20 km Durchmesser Masse: 1,4-fache Sonnenmasse Alter: Meist jung (aktiv für ca. 10.000 Jahre) Aktivität: Erzeugt plötzliche Energieausbrüche (Flares) Anzahl: Nur wenige Dutzend in der Milchstraße bekannt Entdeckung: Erste Hinweise in den 1970er Jahren Das vergessene Signal von 2004 Die Forschenden fanden heraus, dass das schwächere Signal von 2004 exakt zu ihren Modellen passt. Es stammt von radioaktivem Zerfall der frisch gebildeten Elemente. Diese Prozesse senden Gammastrahlen aus – eine Form hochenergetischer Strahlung, die empfindliche Teleskope nachweisen können. „Das Ereignis war im Laufe der Jahre irgendwie in Vergessenheit geraten“, sagt Brian Metzger. „Aber wir haben sehr schnell erkannt, dass unser Modell perfekt dazu passt.“ Wie viel Gold stammt aus Magnetaren? Die aktuelle Studie schätzt, dass zwischen 1 und 10 % der schweren Elemente in der Milchstraße aus Magnetar-Flares stammen könnten. Der Rest dürfte aus Neutronensternkollisionen stammen. Doch weil bislang nur eine große Magnetar-Fackel genau untersucht wurde, sind genauere Aussagen schwierig. Auch andere mögliche Quellen sind nicht ausgeschlossen. „Wir können nicht ausschließen, dass es noch dritte oder vierte Orte gibt, die wir einfach noch nicht gesehen haben“, so Metzger. Auch interessant: Magmatische Flüssigkeiten Entschlüsselt: Die Reise des Goldes durch die Erdkruste Kosmische Kollisionen beobachten Können wir bald live bei der Geburt von Gold im Universum zuschauen? Blick in junge Galaxien Magnetar-Flares könnten besonders früh in der Geschichte des Universums aufgetreten sein. Das ist relevant, weil in jungen Galaxien oft mehr schwere Elemente zu finden sind, als man mit bekannten Quellen erklären kann. Patel erklärt: „Magnetar-Gigantenflares könnten die Lösung für ein Problem sein, das wir haben, nämlich dass in jungen Galaxien mehr schwere Elemente zu finden sind, als allein durch Neutronensternkollisionen entstehen könnten.“ Die Suche geht weiter Um künftig mehr solcher Ereignisse zu erkennen, braucht es leistungsfähige Teleskope. Ein Beispiel ist die geplante NASA-Mission Compton Spectrometer and Imager, die ab 2027 Gammastrahlen aus dem All erfassen soll. Denn sobald ein Gammablitz erkannt wird, müssen Forschende schnell reagieren. „Sobald ein Gammablitz entdeckt wird, muss man innerhalb von 10 bis 15 Minuten ein Ultraviolett-Teleskop auf die Quelle richten, um den Signalpeak zu sehen und zu bestätigen, dass dort r-Prozess-Elemente entstehen“, sagt Metzger. „Das wird eine spannende Jagd.“ Hier geht es zur Originalpublikation Ein Beitrag von: Dominik Hochwarth Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de. Empfehlung der Redaktion Flächendeckende Bilder EarthNow will Bilder der Erde rund um die Uhr in Echtzeit übertragen ISPACE Auch die Japaner wollen Station auf dem Mond bauen Scott Kelly auf ISS Weltrekord: Niemand war länger im All als dieser Astronaut Weltraum Fund des Lebens: Größter jemals entdeckter Komet rast auf Sonne zu Astronomie Kein Leben auf Venus: Doch Entdeckung auf Mars macht Hoffnung Ähnliche Artikel NASA-Sonde Jetstreams, Zyklone, Lava: So blickt Juno unter Jupiters Haut ESA Ein neues Auge für die Erde: Biomass-Satellit macht unsere Wälder in 3D sichtbar Internet aus dem All Starlink oder Projekt Kuiper? Amazon startet Satelliten-Offensive gegen Musk Satellitentechnik Trudelnder Sputnik-Enkel Cosmos 2553 eine nukleare Zeitbombe? 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