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Gravitationswellen: Neutronensterne erzeugen schwere Elemente

In der Strahlung des Gravitationswellenereignisses GW170817 weisen Fachleute das Metall Strontium nach. Eine lange ungeklärte Frage über die Herkunft der chemischen Elemente ist damit wohl endgültig beantwortet.
Künstlerische Darstellung verschmelzender NeutronensterneLaden...

Verschmelzende Neutronensterne sind tatsächlich einer der Orte im Universum, an dem die meisten schweren Elemente entstehen. Bisher war unklar, unter welchen Bedingungen der r-Prozess, bei dem Atome sehr schnell Neutronen einfangen und so zu schweren Elementen werden, wirklich stattfand. Nun hat ein Team um Darach Watson vom Niels-Bohr-Institut der Universität Kopenhagen ein frisch hergestelltes r-Prozess-Element am astrophysikalischen Tatort gestellt. Wie es in »Nature« berichtet, wies es in der Strahlung der Kilonova AT2017gfo Absorptionslinien des Strontiums nach. Dieses vorübergehende Aufleuchten in der Galaxie NGC 4993 entspricht dem Gravitationswellenereignis GW170817 und stammt mit großer Sicherheit von einer Verschmelzung zweier Neutronensterne.

GW170817 ist bisher das einzige Gravitationswellenereignis, das auch mit irdischen Teleskopen beobachtet wurde. Fachleute vermuten bereits seit einiger Zeit, dass Neutronensternkollisionen der lang gesuchte Ort des r-Prozesses und damit eine der bedeutendsten Quellen für neue schwere Elemente sind. Allerdings stand ein klarer Beleg noch aus; die Analyse des Spektrums von AT2017gfo durch die Arbeitsgruppe um Watson ist nun möglicherweise die »smoking gun«. Sie hatte gemutmaßt, dass Strontium schon sehr früh im Spektrum eines solchen Ereignisses sichtbar sein müsse, jedoch war dafür eine recht aufwändige Analyse nötig. Der Befund betrifft nicht nur die Entstehung schwerer Atomkerne, sondern gibt auch Aufschluss über die Natur der Neutronensterne selbst. Die Entstehung des r-Prozess-Elements zeige zudem, dass Neutronensterne tatsächlich aus sehr neutronenreicher Materie bestehen.

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