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Astronomie+Physik

Wo das ganze Lithium geblieben ist

Eine internationale Gruppe von Astronomen hat eine der wichtigsten Fragen der modernen Kosmologie beantwortet ? nämlich die, wieso unser Universum viel weniger Lithium enthält als von der Urknalltheorie vorausgesagt. Der Studie nach diffundiert gasförmiges Lithium im Lauf der Zeit in das Innere von Sternen und wird dort verbrannt. Die durch Untersuchungen von 18 Sternen gewonnenen Erkenntnisse bestätigen damit eine von Theoretikern schon seit längerem aufgestellte These.

Atome des Elements Lithium wurden neben den leichteren Elementen Helium und Wasserstoff schon während des Urknalls selbst synthetisiert. Eine Vielzahl an Untersuchungen der Gasatmosphären von Sternen hat allerdings ergeben, dass die in deren Umgebung vorhandene Menge von Lithium nur etwa ein Drittel der Konzentration entspricht, die theoretisch beim Urknall entstanden sein müsste. Andreas Korn von der Uppsala-Universität in Schweden hat dieses Rätsel nun zusammen mit Kollegen aus Dänemark, Frankreich und Russland gelöst.

In ihrer Studie untersuchten die Forscher 18 Sterne des Kugelsternhaufens NGC6397 mit Teleskopen der europäischen Südsternwarte in Chile. Die Sterne wiesen den gleichen chemischen Aufbau auf, befanden sich allerdings in unterschiedlichen Stufen ihres Lebenszyklus.

Die Untersuchungen ergaben, dass ein Großteil des Lithiums in der Umgebung der Sterne im Laufe der Zeit in diese hinein diffundiert und dort bei Temperaturen von mehreren Millionen Grad verbrannt wird. Schwerere Elemente wie Eisen hingegen können die Reise durch den Kern eines Sterns ohne Verbrennung überstehen.

Obwohl die Astronomen somit die geringen Lithiumkonzentrationen mit gängigen Theorien der Entstehung der chemischen Elemente in Einklang bringen konnten, zeigt ihre Studie eine neue Schwierigkeit auf. Diffusionsvorgänge wie die des Lithiums führen nämlich dazu, dass die chemische Zusammensetzung von Sternen selbst mittleren Alters bei weitem nicht konstant ist. Dies muss bei spektroskopischen Untersuchungen berücksichtigt werden, so Korn.

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Nature, Bd. 442, Seite 657 Stefan Maier
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