| Fluor in den Spektren massearmer Sterne |
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Astrophysiker finden Hinweise auf die Erzeugung des relativ seltenen Elements Bei der Entstehung des Universums mit dem Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren sind nur die zwei leichtesten chemischen Elemente gebildet worden: Wasserstoff und Helium. Alle anderen Elemente wurden erst später durch Kernprozesse im Inneren von Sternen erzeugt. In unserer näheren kosmischen Umgebung machen diese schweren Elemente insgesamt nur etwa zwei Prozent der Masse aus, während Wasserstoff mit 70 Prozent und Helium mit 28 Prozent die häufigsten Elemente sind. Die Herkunft des seltenen Elements Fluor (Unter 25 Millionen Wasserstoffatomen findet man nur ein Fluoratom) war bisher noch weitgehend unbekannt. . In Zusammenarbeit mit amerikanischen Astrophysikern ist Prof. Klaus Werner und Dr. Thomas Rauch vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen nun erstmals der Nachweis von Fluor in den Spektren einer exotischen Gruppe von Zentralsternen Planetarischer Nebel gelungen. Es handelt sich dabei um massearme Sterne, die vor noch etwa 10 000 Jahren Rote Riesensterne waren. Die wissenschaftliche Arbeit ist im April 2005 in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen. 1992 gelang erstmals der Nachweis von Fluorwasserstoff-Molekülen in Infrarotspektren von Roten Riesensternen. Eine genaue Analyse ergab für manche dieser Sterne eine Fluorhäufigkeit, die deutlich über der kosmischen Häufigkeit liegt. Damit war erstmals klar, dass Fluor im Inneren von Roten Riesensternen erzeugt wird. Im Inneren fusionieren diese Sterne Wasserstoff zu Helium und, weiter außen, Helium zu Kohlenstoff. Theoretische Rechnungen zeigen, dass die Region, in der Helium zu Kohlenstoff fusioniert wird ("heliumbrennende" Region), auch der Entstehungsort von Fluor ist. In einer komplizierten Reaktion entsteht aus vorhandenem Stickstoff (durch Anlagerung von zwei Heliumatomen) das Fluor. Allerdings ist Fluor ein Element, das leicht wieder zerstört werden kann, so dass die Effektivität der Fluorproduktion in massearmen Sternen noch unklar ist. Ein weiteres Problem besteht darin, wie es der Stern schafft, eventuell produziertes Fluor vom Inneren an die Oberfläche zu bringen, so dass es dann von dort durch einen Sternwind in den kosmischen Materiekreislauf eingespeist werden kann. Die massearmen Sterne, in deren Spektren Fluor nachgewiesen wurde, zeigen eine sehr ungewöhnliche chemische Zusammensetzung an ihrer Oberfläche. Wasserstoff, das üblicherweise häufigste Element, fehlt völlig. Stattdessen sind Helium und Kohlenstoff die häufigsten Elemente. Man glaubt heute, dass diese Sterne dasjenige Material, das früher die heliumbrennende Region ausmachte, durch eine Instabilität im Fusionszyklus an die Oberfläche geschafft haben. Mit anderen Worten, die Materie, die durch den Fusionsofen erzeugt worden ist und normalerweise im Inneren der Sterne verborgen bleibt, ist nun unseren Blicken frei zugänglich. Eine genaue Analyse ergab nun, dass die Fluorhäufigkeit in diesen Sternen das bis zu 250-fache des normalen kosmischen Wertes beträgt. Das beweist, dass massearme Sterne auf jeden Fall in der Lage sind, große Mengen an Fluor zu produzieren und anzureichern. Sie dürften deshalb einen erheblichen Anteil an der Fluorproduktion im Universum haben. Wie hoch der Anteil im Vergleich zu den massereichen Sternen ist, ob sie vielleicht sogar die dominanten Fluorproduzenten sind, wird solange unklar bleiben, bis die Entdeckung von Fluor in den "schweren" Sternen gelingt. Dieser Nachweis wird schwierig sein, aber die Suche nach Fluor in solchen Sternen ist im Gange. Den ganzen Artikel finden Sie unter: Weitere interessante Links zum Thema IR-Spektroskopie finden Sie in der Rubrik IR/NIR auf analytik.de
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