Erst 2017 gelang es Astronomen erstmals eine Neutronenstern-Kollision zu beobachten. Somit konnte bewiesen werden, dass Gravitationswellen ursprünglich auf die Verschmelzung der dichtesten Sterne im Universum zurückgeht. Doch auch eine andere Erkenntnis macht solche Zusammenstöße selbst für uns auf der Erde interessant, denn Edelmetalle wie Gold könnten direkt mit einem solchen Ereignis in Verbindungen stehen.

Neutronenstern-Kollision: Ein Ereignis der Superlative

Aber von vorne: Ein Neutronenstern ist kein gewöhnlicher Stern, der geboren wird und durchs Weltall zieht. Du wirst um ihn keine Planeten kreisen sehen und ihn auch nicht mit bloßen Augen am Himmel erkennen.

Neutronensterne sind die schwersten Himmelskörper im Universum und ihre Geburt ist dramatisch: Implodiert ein Riesenstern, komprimiert sich seine Masse auf ein Minimum. Ein Neutronenstern kann mit einem Durchmesser von gerade einmal 30 Kilometern eine Million Erdmassen schwer sein.

Käme ein solches Objekt auch nur in die Nähe unseres Sonnensystems, könnte es die Erde aus seiner Umlauf schleudern. Eine Neutronenstern-Kollision ist weitaus dramatischer. 2017 gelangt den Wissenschaftle:innen durch das Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) Gravitationswellen einer solchen Kollision zu erspähen. Das Ereignis trägt den Namen GW170817.

Gleichzeitig war dieses Ereignis selbst aus über 130 Millionen Lichtjahren Entfernung durch ein Teleskop beobachtbar. Die Neutronenstern-Kollision ereignete sich in einer anderen Galaxie. Er gilt als das hellste bisher bekannte Ereignis im Universum, heller noch als eine Supernova. Astronomen nennen ein solches Ereignis daher Kilonova.

Nicht nur die Neutronenstern-Kollisionen sind spektakulär. Neutronensterne haben Eigenschaften, die sich der Mensch kaum noch vorstellen kann. Credit: YouTube/ kurzgesagt

Verantwortlich für die meisten schweren Elemente im Universum

Neutronensterne bestehen aus Neutronen. Nur durch den enormen Druck werden diese Neutronen zusammengehalten. Sie hätten sich sonst schon lange verflüchtigt. Kommen diese Neutronen in eine hochenergetische Umgebung, verwandeln sie sich, kombinieren einander oder zersplittern. In Kernreaktionen entstehen so schwerere Elemente als Eisen wie Gold, Platin, Uran und andere Edelmetalle.

Bis zu jener Neutronenstern-Kollision gab es lediglich hypothetische Ansätze dafür, wie schwerere Elemente im Universum entstanden sein könnten. Wenn einem normalen Stern wie unserer Sonne am Ende seines Lebens der Brennstoff ausgeht, verwandelt sich der Kern in immer schwerere Elemente bis hin zu Eisen.

Eine normale Supernova stößt dieses Eisen in die Weiten des Alls, weshalb Astronomen auch wissen, wie Eisen etwa auf unsere Erde gelangte. Durch die 2017 beobachtete Neutronenstern-Kollision GW170817 spürten Sensoren das erste Mal jene Edelmetalle auf, die sich die Wissenschaft bis dato noch nicht erklären konnte.

Die Astronomen überraschte die schiere Menge an neu entstandenen Elementen. Die ausgesendete Strahlung der Kilonova sendete dabei erst kurzwelliges, blaues Licht aus. Dieses Licht stammte aus dem Rand der durch die Kollision entstandenen Trümmerwolke und wies leichtere Elemente wie Silber auf.

Im Inneren dieser Wolke verschob sich das Lichtspektrum durch radioaktiven Zerfall in den roten Bereich. Hier entstanden die weitaus schwereren Elemente wie Gold, Uran oder Platin.

Lichtblitz im All
Kollidieren zwei Neutronensterne miteinander, setzt das gewaltige Mengen an Elementen und Gravitationswellen frei. Credit: imago / Leemage Credit: imago / Leemage

Neutronenstern-Kollision: 200 Erdmassen Gold

Eine Kilonova wird als ein kataklysmischen Ereignis bezeichnet, als ein überschwemmendes Ereignis. Das ist gar nicht mal so verkehrt, denn nicht nur schwappten durch die Neutronenstern-Kollision Gravitationswellen auch durch unser Sonnensystem, sondern eine gigantische Masse an neuen Elemente wurde ebenfalls freigesetzt.

Insgesamt sollen nach den Messungen der Wissenschaftler:innen durch das Ereignis GW170817 allein 200 Erdmassen an Gold und 500 Erdmassen an Platin entstanden sein. Überhaupt hätten Astronomen nie geglaubt eine solche Kollision zu beobachten.

Es wird vermutet, dass sich eine Kilonova nur alle 100.000 Jahre pro Galaxie ereignet. Supernovae hingegen treten weitaus häufiger auf. Alle paar Jahrzehnte würde demnach in jeder Galaxie ein Stern in einer Supernova explodieren. Das erklärt schließlich auch, warum es mehr Eisen als Edelmetalle nicht nur bei uns auf der Erde, sondern überall im Universum gibt.

Quellen: scienxx, space.com, YouTube/ kurzgesagt, eigene Recherche

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