Breaking News: Galaxien helfen gegen Karies

Embargo bis 4.11., 17.00 Uhr

Heute schon Zähne geputzt? Zähne und Zahnpasta enthalten Fluor(id).

Klar, wir wissen, alle schweren Elemente entstehen im Inneren von Sternen und kommen da wieder durch Sternenwinde und Sternexplosionen raus, so auch das Fluor.

Aber: Die Produktion dauert...immerhin müssen Sterne alt werden.

Nun hat ein Team um Franco herum mit dem Mikrowelleninterferometer ALMA in 5100 m Höhe in Chile eines der ersten Fluor-Fabriken usneres Universums entdeckt:

Als unser Kosmos etwa 10% seines heutigen Alters hatte, produzierte die Galaxie NGP-190387 so viel Fluor wie erst heute in unserer Galaxis vorhanden ist. 

12 Milliarden Jahre sind die Signale zu uns unterwegs gewesen, an einem Galaxienhaufen vorbei, der sie als Gravitationslinse verstärkt hat.

Die übliche Abgabe des produzierten Fluors über pulsierende Riesensterne reicht für die beobachteten großen Mengen nicht aus.

Es bleiben nur sog. Wolf-Rayte-Sterne (WR). Das sind massereiche Sterne mit bis zu 260 Sonnenmassen, die sich schnell so weit ausdehnen, dass die äußere Hülle den Anziehungsbereich des Sternes verlässt und abströmt. Übrig bleibt der freigelegte Kern des Sternes.

Anstelle der künstlerischen Darstellung in der Pressemitteilung der ESO zeige ich einen echten WR-Stern, so wie er mit seiner Hülle vom HubbleSpaceTeleskop fotografiert wurde. Es ist WR 124 mit der Hülle M1-67.

Das ZOOM-IN-Video der ESO zeigt, in welch kleinem Bereich  am Himmel die Beobachtungen entstanden sind.

Übrigens: Am Fr, 19.11., 20.00 Uhr werde ich in unseren Freitagsvorträgen näher auf diese aktuelle News-Meldung unter sfn-kassel.de/live eingehen.

Ältester Stern der Galaxis entdeckt!

 NOIRLab News: Ältester Stern entdeckt

Etwa 180 Millionen Jahre nach  dem Urknall setzt die Bildung der ersten Sterne ein. Es sind massereiche Giganten (bis zu mehreren hundert Sonnenmassen) nur aus Wasserstoff und Helium und etwas Lithium.

Wa  anderes gab es damals noch nicht.

Diese Sterne sind schnell als Supernova explodiert und haben dabei erste schwere Elemente wie C, O, N, Fe etc. produziert.

Weitere Sterngenerationen haben diese Elemente immer mehr im Kosmos angereichert.

Forschende um Vinicius Placco (NOIRLab) haben solche super metallarmen Sterne gesucht und etwa 100 Kandidaten entdeckt (Astronomen nennen alle Elemente schwerer als Helium Metalle).

Mit dem 6,5 m Magellan-Teleskop in Chile haben sie Spektren aufgenommen.

Der Stern SPLUSJ2104-0049 hat unter allen die geringste jemals gefundene Menge an Kohlenstoff C. Er muss also zur zweiten Generation der Sterne gehören und direkt aus dem Urknallgas, angereichert mit dem Abfall der ersten Generation, entstanden sein.

Da die schweren Elemente die Abkühlung der Gaswolken bei der Sternentstehung begünstigen, können die Wolken zu kleineren Teilen fragmentieren und es können sich dann auch massearme langlebige Sterne bilden, die wir noch heute sehen können.

Bild 1: Entdeckungsaufnahme des ältesten Sternes (S-Plus Survey)

Bild 2: Aufnahmen des Sternes in verschiedenen Spektralbereichen, Spektrum (Placco et alo, 2021)

Wo kommt das Lithium für die Lithiumbatterien her? Teil 2

 Wieviel Lithium es im Kosmos gibt und durch welche Prozesse es entstanden ist, kann noch nicht abschließend gesagt werden.

Aber es deutet sich folgendes an:

- In den ersten drei Minuten beim Urknall war die Materie noch heiß und dicht genug für Kernfusion von Wasserstoff zu Helium. Dabei haben sich auch  die leichten Elemente Lithium (3p und 3n), Li 7 (3p, 4n) und Berillium gebildet.

Unter 1% des Lithiums stammt also aus den ersten drei Minuten unseres Kosmos.

Es gab zwar viel mehr Lithium, aber im Inneren der Sterne ist Lithium weiter zu Helium verarbeitet worden.

In den äußeren Schichten der Sterne beobachtet man aber nur 20% der Lithium Li 7 Menge, die das Urknallmodell vorhersagt. Ist es, weil schwerer als H und He, in das Innere der Sterne abgesunken? 

Bei Li 6 ist es umgekehrt. Da wird teilweise bis zu 200 Mal mehr Li beobachtet, als es das Urknallmodell vorhersagt.

Es muss also noch eine weitere Produktionsmöglichkeit für Li 6 geben:

- Einmal deutet sich an, dass Rote Riesen durch Kernfusion Li 6 produzieren und abgeben.

- Entscheidend aber dürfte die Produktion durch die kosmische Strahlung sein: Schnelle Protonen donnern in Atomkerne von Kohlenstoff und Sauerstoff und zerschlagen diese (Spallation). Dabei entsteht u.a. Lithium als Bruchstück. 

Fazit: Das Lithium in unseren Lithiumbatterien verdanken wir der kosmischen Strahlung, die C und O Atome zerlegt. Und die kosmische Strahlung entsteht u.a. bei der Explosion von Sternen.

Die Abbildungen (Uni Regensburg) zeigen:

- Produktionsmengen der leichten Elemente beim Urknall 

- Fusionsprozesse, die zu Li 7 führen