Das Universum, ein großer Produzent von Edelmetallen

Materialien wie Gold, Silber, Zirkonium, Cadmium, Platin oder Zinn, die von den Menschen in Form von Schmuck oder Barren sehr geschätzt werden, entstehen bei Explosionen im Zusammenhang mit Neutronensternen, die sie in den Weltraum schleudern, wo sie mit Planeten in ihrem Entstehungsstadium verschmelzen.

Das Universum ist wie ein perfektes Recyclingsystem, in dem nichts verloren geht. Wenn die Erde von der Sonne verschlungen wird, wird das, was von unseren Atomen übrig bleibt, die nächste Generation von Sternen bilden.

Das Wort Atom stammt aus dem Griechischen und bedeutet "unzerteilbar", weil es als unteilbar galt. Heute weiß man jedoch, dass es aus mehreren Teilen besteht, die Elektronen, Protonen und Neutronen heißen. Diese wiederum lassen sich in die so genannten Elementarteilchen, die Quarks, unterteilen.

Je nach der Menge dieser Elemente erhalten sie unterschiedliche Namen wie Wasserstoff, Helium, Blei, Gold oder Magnesium, was wichtig zu wissen ist, weil der menschliche Körper, also wir, unter anderem aus Atomen wie Sauerstoff (65 Prozent), Wasserstoff (9,5 Prozent) und Kalzium (1,5 Prozent) besteht, hauptsächlich aus den so genannten leichten Atomen.

Das bedeutet, dass die Erde ebenfalls aus diesen und weiteren Atomen besteht, wobei der Sauerstoff überwiegt, gefolgt von Silizium und Aluminium. Betrachtet man jedoch das Sonnensystem, so ist Wasserstoff am häufigsten, gefolgt von Helium, das tausendmal häufiger vorkommt als Sauerstoff, was insofern interessant ist, als es erst vor kurzem entdeckt wurde, nämlich nach dem Zweiten Weltkrieg.

Wie oder woher stammen diese Elemente?

Die bisher am meisten akzeptierte Antwort ist der Urknall oder eine große Explosion, die sich vor 13 Milliarden Jahren ereignete, als ein früheres Universum explodierte und es am Anfang nur Elementarteilchen oder Quarks gab, die sich allmählich abkühlten, vereinigten und Protonen, Neutronen und die grundlegenden Atome schufen: Wasserstoff, Helium und Lithium... nichts anderes.

Woher kommen also die anderen Elemente? Der Schlüssel liegt in der Bildung gigantischer Gaswolken, hauptsächlich Wasserstoff, in denen es dichtere Regionen gibt, die dazu neigen, (im Laufe von Millionen von Jahren) zu kollabieren und Sterne entstehen zu lassen.

In ihnen werden Kernreaktionen ausgelöst, die Wasserstoff in Helium umwandeln, Energie freisetzen und sie heiß werden lassen, d. h. sie sind ein riesiger Ofen, der über Milliarden von Jahren Helium produziert; die Sonne leistet diese Arbeit seit 4,5 Milliarden Jahren und hat derzeit mehr von diesem Element als Wasserstoff.

Da die Sonne immer mehr Helium fusionieren muss, wird sie ihre Temperatur erhöhen, Kohlenstoff produzieren und zu einem Roten Riesen werden. Ihre Größe, die derzeit etwa 1 Prozent der Entfernung zwischen Sonne und Erde (Astronomische Einheit oder AE) beträgt, wird auf zwei AE anwachsen und unseren Planeten verschlingen.

Für die Erde bedeutet dies, dass die Temperatur ansteigt, die Atmosphäre verdampft und in kurzer Zeit die Materialien, aus denen wir bestehen, mit der Sonne verschmelzen, aber dies wird in 4,5 Milliarden Jahren geschehen, erklärte der Spezialist für die Untersuchung von Gammastrahlen und Supernovae.

Wenn die Arbeit dieses riesigen nuklearen Ofens beendet ist, wird der Stern zu einem Weißen Zwerg, und die von ihm produzierten Materialien (Kohlenstoff und Sauerstoff) werden wegfliegen, wie es in planetarischen Nebeln beobachtet wird.

Aber die Sonne ist nicht der größte Stern, es gibt Sterne, die bis zu 25-mal massereicher sind, d. h. sie haben mehr Masse, sind heißer und können schwerere Elemente wie Neon und Silizium produzieren, und in der Regel bilden sie in ihrem Zentrum einen Eisenkern.

Wenn sie diesen Prozess nicht mehr aufrechterhalten können, vergrößern sie sich und sterben in Form von Supernovae. Wie von einem Stern erwartet, schleudern sie diese Elemente in den Weltraum, wie es in den Überresten des Krebsnebels zu sehen war, der 1054 explodierte, wie chinesische Astronomen feststellten.

Die schwersten Elemente werden in den so genannten Neutronensternen erzeugt, deren Ausmaße sogar kleiner als Mexiko-Stadt sein können, die aber so dicht sind, dass ein Teelöffel ihres Materials so schwer wie ein Elefant ist.

Die massereichsten Sterne leben in Paaren, was ihre Untersuchung über die verschiedenen Lichtspektren hinaus ermöglicht. Kürzlich hat das LIGO-Projekt damit begonnen, sie mit Hilfe von Gravitationswellen zu analysieren. 2017 konnte die Verschmelzung zweier Neutronensterne oder Kilonovae, wie sie auch genannt werden, aufgezeichnet werden, ein Prozess, bei dem Elemente entstehen, die schwerer als Eisen sind.

Stellen Sie sich vor, dass bei diesem Ereignis, das 2017 beobachtet wurde, mehr als eine Erdmasse (die Masse, aus der die Erde besteht) an Gold erzeugt wurde, also stellen Sie sich die Menge an schweren Elementen vor, die in diesen Objekten erzeugt werden.