Mysteriöser Ursprung: Wie sind Gold und andere schwere Elemente entstanden? Eine neue Bilanz der Nukleosynthese im Kosmos gibt darauf eine überraschende Antwort. Denn entgegen gängiger Theorie können Supernovae und Neutronenstern-Kollisionen diese Elemente nicht allein erschaffen haben – die resultierende Goldmenge im Universum wäre um das Fünffache zu niedrig. Es muss daher noch andere Prozesse geben, bei denen die nötigen Reaktionen ablaufen – aber welche?
Nach dem Urknall gab es im Kosmos nur Wasserstoff und ein wenig Helium und Lithium – die meisten anderen Elemente wurden in Sternen oder bei ihren Supernovae gebildet. Doch für Atome schwerer als Eisen reicht dies nicht, sie können nur durch den Neutroneneinfang wachsen. Dabei lagern sich freie Neutronen an das Atom an, bis der Kern zerfällt und einige von ihnen zu Protonen werden.
Die langsame Variante dieser Reaktion, der sogenannte s-Prozess, findet primär in Roten Riesen statt, kann aber nur Elemente bis zur Masse von Bismut erzeugen. Noch schwerere Atome wie Silber, Gold oder Platin beruhen auf einer energiereicheren, schnelleren Version des Neutroneneinfangs, dem r-Prozess.
Neutronensterne als kosmische Gold-Fabriken?
Doch in welchen kosmischen Prozessen dieser r-Prozess stattfindet, ist strittig – in der Diskussion sind exotische Supernovae, aber auch Neutronenstern-Kollisionen. Dass bei letzteren tatsächlich Gold, Strontium und Co gebildet werden, belegte 2017 der erste Nachweis einer solchen Kollision. 2019 dann bestätigte eine weitere Studie die Rolle der Neutronensterne als „Elementfabriken“ – der kosmische Urheber des r-Prozesses schien gefunden.
