Überblick

In Sternen geboren

Der Reichtum an chemischen Elementen geht auf Jahrmilliarden der Nukleosynthese zurück.

  • Andreas Koch
  • 02 / 2011 Seite: 27

Die Fragen, woher wir kommen und woraus wir bestehen, haben die Menschheit seit Urzeiten beschäftigt. Da wir über die Elemente und ihre Bausteine schon recht viel wissen, sollte die Frage nun eher lauten: Woher kommt, woraus wir bestehen? Der menschliche Körper besteht zu 56 Prozent aus Sauerstoff und zu 28 Prozent aus Kohlenstoff – doch welche kosmischen Prozesse produzierten diese Elemente? Und das Silizium, welches letztlich das Schreiben dieses Artikels auf einem Computer ermöglicht?

Den Ursprung der chemischen Elemente zu ergründen ist ein modernes Forschungs­gebiet. Ausgefeilte Theorien, leistungsfähige Teleskope und komplexe Supercomputersimulationen zeichnen die gesamte Geschichte des Universums nach, seiner Bausteine – etwa die Sterne – und deren Wechselwirkungen, seit den Anfängen vor 13,7 Milliarden Jahren bis heute. Doch nicht nur das „woher?“, sondern auch das „wie viel?“ ist von zentraler Bedeutung. Denn nur wenn wir die dahinter liegende Physik verstehen, können all diese Untersuchungen nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ den heutigen Kosmos mit all seinem Reichtum an exotischen Stoffen wiedergeben.
Die leichten chemischen Elemente entstanden unter extremen Bedingungen bereits innerhalb der ersten halben Stunde nach dem Urknall. In seiner ursprünglichsten Form bestand das Universum zu drei Vierteln aus Wasserstoff (1H und 2D) und einem Viertel aus Helium (hauptsächlich 4He und geringe Anteile an 3He). „Schwere“ Elemente wie Lithium und Beryllium existierten nur in vernachlässigbarem Maße. Dennoch ist unser heutiger Kosmos von massereichen Kernen durchzogen. Die Astronomen fassen alle Elemente schwerer als Helium salopp als „Metalle“ zusammen, ob es nun Kohlenstoff, Sauerstoff oder Eisen ist. Die heutigen Anteile an Wasserstoff, Helium und Metallen in der Umgebung der Sonne betragen 73,8, 24,9 und 1,3 Prozent. ... 

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