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Sternentwicklung: Auf der Spur metallarmer Sterne

Wasserstoff, Helium und ein wenig Lithium – das waren die Zutaten im noch jungen Universum. Wie sich daraus die Vielfalt der heute vorhandenen chemischen Elemente entwickelte, untersuchen Astronomen mit den frühesten Generationen von Sternen. Himmelsdurchmusterungen und Modelle von Sternatmosphären sind hier essenziell.
Die Große und Kleine  Magellansche Wolke im Nachthimmel.

Im Alltag begegnet uns eine Vielzahl von chemischen Elementen: Wir putzen uns die Zähne mit Zahnpasta, die Fluor enthält. Der Badezimmerspiegel ist mit Aluminium beschichtet. Wir tragen Schmuck aus Gold, Silber und Platin, und die elektronischen Geräte, die wir benutzen, enthalten Elemente mit so seltsamen Namen wie Neodym, Samarium oder Dysprosium. Die Zellen unseres Körpers bestehen aus verschiedenartigen Kohlenstoffverbindungen, und der Sauerstoff, den wir mit jedem Atemzug in unsere Lungen saugen, wird von einem eisenhaltigen Proteinkomplex an alle lebens­wichtigen Organe verteilt.

Aus chemischer Sicht war das Universum nicht immer so vielfältig. Denn innerhalb der ersten Minuten nach dem Urknall, als sich die ersten Atome aus den elementaren Bausteinen zusammenlagerten, entstanden nur die drei leichtesten Elemente: Wasserstoff, Helium und – in winzigen Mengen – Lithium. Alle schwereren Elemente mit größeren Atomkernen kamen erst später hinzu, insbesondere auch der für alles Leben auf der Erde so wichtige Kohlenstoff ...

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Spektrum - Die Woche – 48/2021

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  • Literaturhinweise

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Frebel, A. et al.: Nucleosynthetic Signatures of the First Stars. In: Nature 434, S. 871 – 873, 2005

Frebel, A.: Auf der Suche nach den ältesten Sternen. S. Fischer Verlag, Frankfurt 2012

Keller, S. C. et al.: Titel. A Single Low-Energy, Iron-Poor Supernova as the Source of Metals in the Star SMSS J031300.36–670839.3. In: Nature 506, S. 463 – 466, 2014

Ludwig, H.-G., Steffen, M.: Hydrodynamical Model Atmospheres: Their impact on Stellar Spectroscopy and Asteroseismology of Late-Type Stars. In: Astronomische Nachrichten 337, S. 844 – 849, 2016

Merrill, P. W: Spectroscopic Observations of Stars of Class S. In: The Astrophysical Journal 116, S. 21 – 26, 1952

Schwarzschild, K.: Über das Gleichgewicht der Sonnenatmosphäre. In: Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, S. 551 – 570, 1906

Woosley, S. E.: Nukleosynthese: Die ersten fünfzig Jahre. In: Sterne und Weltraum 4/2008, S. 26 – 28