Erstmals Krypton und Xenon in Stern entdeckt
Produktionsstätte der seltenen Edelgase in einem weißen Zwerg nachgewiesen.
Krypton und Xenon gehören zu den seltensten chemischen Elementen auf der Erde. Ende des 19. Jahrhunderts entdeckt, werden sie heute als Füllgas für Gasentladungslampen benutzt. Wie alle anderen Elemente wurden sie vor Milliarden von Jahren in Sternen vergangener Generationen erzeugt: Die eine Hälfte entstand wohl bei Supernova-Explosionen massereicher Sterne, die andere Hälfte in Sternen mittlerer Masse wie unserer Sonne.
Abb.: Weiße Zwerge haben zwar nur die Größe der Erde, aber 150.000-mal mehr Masse, etwa halb so viel wie die Sonne. (Bild: Nasa / Esa)
Der direkte Beweis für diese Ursprünge stand jedoch bislang aus. Der spektroskopische Nachweis von Kr und Xe gelang bisher weder bei der Sonne noch bei anderen Sternen. Immerhin konnte Kr im interstellaren Gas nachgewiesen werden, die Häufigkeit ist in etwa identisch mit derjenigen, die man für die Sonne und andere Sterne annimmt. Fände man nun einen Stern mit deutlich höherer Krypton- (und Xenon-) Häufigkeit, wäre dies der Beweis für die Entstehung in seinem Innern.
Wissenschaftlern der Universität Tübingen ist genau dies gelungen. Klaus Werner, Thomas Rauch und Ellen Ringat vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen beobachteten zusammen mit dem NASA-Wissenschaftler Jeffrey Kruk den ausgebrannten Stern RE 0503-289. Dabei konnten sie zahlreiche Absorptionslinien in einem Ultraviolettspektrum identifizieren und analysieren. Krypton und Xenon kommen dort hundert- bzw. tausendfach überhäufig vor für die Wissenschaftler ein klarer Hinweis, dass sie in dem Stern erzeugt wurden.
Weiße Zwerge sind das Endstadium der Entwicklung von Sternen mittlerer Masse. Damit ist eine der beiden theoretisch vorhergesagten Produktionsstätten dieser Edelgase bestätigt worden. Insgesamt sind etwa 10.000 weiße Zwerge bekannt. RE 0503-289 hatte die Aufmerksamkeit der Astronomen auf sich gezogen, weil er zu einer seltenen Unterklasse von weißen Zwergen gehört, in denen jede Spur von Wasserstoff fehlt, dem üblicherweise häufigsten Element in Sternen. Die beobachteten Überhäufigkeiten von Krypton und Xenon sollten in früheren Entwicklungsstadien des Sterns in ihm entstanden sein. Zwar können sich an den Oberflächen weißer Zwerge Elemente anreichern, indem sie der Strahlungsdruck aus tiefen Regionen nach oben treibt. Dieser Prozess kann bei diesem weißen Zwerg aber nicht für die Überhäufigkeit der genannten Elemente verantwortlich sein, da er wegen extremer Temperatur RE 0503-289 ist zehnmal heißer als die Sonne durch einen starken Sternwind unterdrückt wird.
Neben Krypton und Xenon wurden bei RE 0503-289 auch die schweren Elemente Gallium und Molybdän erstmals nachgewiesen. Weiterhin zeigt RE 0503-289 die schweren Elemente Germanium, Arsen, Selen, Zinn, Tellur und Jod auf, diese wurden allerdings schon vorher in weißen Zwergen gefunden. Dennoch ist dies der erste weiße Zwerg, in dem eine Vielfalt von insgesamt zehn schweren Elementen vorliegt. Entsprechende Häufigkeitsanalysen stehen noch aus, aber all diese Elemente dürften in dem Stern entstanden sein.
U. Tübingen / OD
