Die vor vier Jahren erstmals gemessenen Gravitationswellen bieten ganz neue Einblicke in hochenergetische Prozesse im All. Auch in die Entstehung schwerer Elemente. Nun wurde Strontium gesichtet.
In Gravitationswellen, erzeugt durch Beschleunigung größter Massen, wellt sich die Raumzeit selbst. 1916 hat Einstein dieses Phänomen vorhergesagt, 99 Jahre später, im September 2015, wurde es erstmals nachgewiesen. Schon 2017 gab es den Nobelpreis dafür, und auch zurückhaltende Physiker sagten: Das wird unser Weltbild verändern, wir können damit Ereignisse wahrnehmen, die wir mit elektromagnetischen Wellen – die unsere Augen und alle unsere Spektroskope sehen – nicht wahrnehmen können.
Ereignisse höchster Energie nämlich. Etwa das Verschmelzen zweier Schwarzer Löcher. Oder, etwas weniger monströs: das Verschmelzen zweier Neutronensterne. Ein solches Ereignis wurde am 17. August 2017 registriert, darum nennen es die Astronomen GW170817, es fand in einer 130 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie statt. Demselben Ereignis zugeordnet werden ein Blitz aus Gammastrahlung und ein Nachglühen im infraroten und ultravioletten Bereich, das davon zeugt, was nach dem Crash passiert ist.
Im Spektrum dieses Nachglühens suchen die Astrophysiker eifrig nach typischen Linien schwerer chemischer Elemente wie Gold, Platin oder Uran, doch bisher wurden keine zweifelsfrei identifiziert – obwohl Physiker bereits ausgerechnet haben, dass bei einer Neutronenstern-Kollision genug Gold für 200 goldene Erden entstehen soll und ein Poet unter ihnen bereits vom „pot of gold at the end of the rainbow“ sprach.
Doch nun berichten Physiker um Darach Watson (Kopenhagen) in Nature (23. 10.), dass sie aus den gemessenen Spektren Anzeichen für die Anwesenheit von Strontium, dem Element Nummer 38, lesen können. Für ein Element also, das schwerer als Eisen (Nummer 26) ist. Solche Elemente entstehen nicht in normalen Sternen, nur unter extremeren Bedingungen, bei denen sogenannte r-Prozesse stattfinden können: Atomkerne fangen unter heftigem Beschuss mit Neutronen solche ein, die entstehenden instabilen Kerne zerfallen dann in stabilere.
Es gibt derzeit zwei Theorien dafür, wo solche r-Prozesse stattfinden können: in einer Supernova, also bei der Explosion am Ende eines Sternendaseins. Oder eben in der Kilonova, der Explosion nach dem Verschmelzen zweier Neutronensterne. „Das ist die Endstufe des jahrzehntelangen Rennens nach Erkenntnis um die Entstehung der Elemente“, sagt Watson. Zugleich bestätigt es die Natur der Neutronensterne, dieser Endstufen schwerer Sterne.
("Die Presse", Print-Ausgabe, 24.10.2019)