Wie entstehen Schwermetalle?
Ich hab mir gerade den gesamten Wikipedia Artikel über Sterne und über Schwermetalle durchgelesen und im ersteren steht, dass kein Stern Eisen fusioniert, da das energetisch nicht günstiger ist. Aber wenn Sterne keine Schwermetalle fusionieren, woher kommen die dann?
5 Antworten
Elemente über Eisen werden oft durch Supernovae erzeugt. Einige Elemente sind aber auch dafür zu schwer. Diese werden dann in Neutronensternen bzw bei deren Kollision erzeugt und freigesetzt.
ich finde es irgendwie schön, dass wir alle aus Sternenschein bestehen und gewisse Teile von uns sogar schon in Neutronensternen waren
Werd dir den link morgen senden, heute ist noch Ostern angesagt. Aber weiß noch von meiner Astrophysik Vorlesung letztes Semester, dass bei der Kollision der beiden Neutronensterne die man mittels Gravitationswellen damals detektiert hat, mehrere Erdmassen an Gold und Platin entstanden sind (freigesetzt wurden). Das reicht für einige Gesteinsplaneten
Wie gesagt, ich schau morgen mal nach der Quelle :)
Was ich jetzt heute noch gefunden habe:
Hier am relativ weit unten auf der Seite: https://www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/hadronen-und-kernphysik/elemententstehung-und-erzeugung/entstehung-der-elemente/
Hier das erste Bild mit dem Periodensystem bzw dann noch erläutert im Text:
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Nukleosynthese
Falls du PDFs oder ähnliches willst, kann ich morgen noch winemaker danach suchen:)
Raph101 hat es absolut richtig geschildert. Ich wollte die Neutronensternkollisionen selber ergänzen, war aber vorhin unterwegs.... und Antworten am Handy zu schreiben ist immer soooo mühsam.
Letztlich hat die von LIGO nachgewiesene Kollision zweier Neutronensterne hier sehr viel Klarheit gebracht und gezeigt, dass man die Rolle der Neutronensternkollisionen bei der Erzeugung schwerer Elemente bisher deutlich unterschätzt haben dürfte.
https://www.ligo.org/science/Publication-GW170817Kilonova/translations/science-summary-german.pdf
Grüße
@SarixInTheHouse,
denk bitte dran, sowas ist nur ein Hobby von mir, aber ich glaube, dies erklärt deine Frage.
"Ein massereicher Stern erzeugt in seinem Inneren durch Fusion leichter Atomkerne zunehmend schwere Elemente. Auf diese Weise entsteht dort ein Zentralgebiet aus Eisen und Nickel. Eine weitere Fusion dieser Elemente ist nicht möglich, weil dadurch keine Energie mehr freigesetzt, sondern benötigt würde. Sobald der Brennmaterialvorrat an leichten Kernen verbraucht ist, versiegt die innere Energiequelle des Sterns. Der Fusionsprozess hatte bis dahin einen Strahlungsdruck erzeugt und so die nach innen gerichtete Gravitationskraft kompensiert. In dem Moment, wo die Fusion erlischt, bricht der Zentralbereich des Sterns unter seinem eigenen Gravitationsdruck zusammen.
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Da sich im Innern von Sternen keine Elemente schwerer als Eisen durch Fusion leichter Kerne bilden können, müssen schwere Elemente durch andere Prozesse entstanden sein. Die Natur hat dazu zwei verschiedene Wege eingeschlagen, die beide darauf beruhen, dass sich Neutronen an bereits vorhandene Kerne anlagern. Die eingefangenen Neutronen wandeln sich anschließend durch einen Betazerfall in Protonen um, wodurch sich die Kernladungszahl erhöht und neue Elemente entstehen.
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Ein Prozess der Elementsynthese läuft hauptsächlich im Zentralbereich von Sternen ab, während der Fusion von Helium. Hier sind die Temperaturen und Neutronendichten verhältnismäßig gering und der Einfang der Neutronen geht relativ langsam vonstatten, daher die Bezeichnung s-Prozess (slow neutron capture). Hierbei fängt ein Kern ein Neutron ein, sodass sich die Massenzahl des Atomkerns um eine Einheit erhöht. Der nachfolgende Betazerfall wandelt das Neutron in ein Proton um und erhöht die Kernladungszahl um eine Einheit. Dieser Prozess, dessen kernphysikalische Gesetzmäßigkeiten im Allgemeinen gut erforscht sind, findet viele Male hintereinander statt und endet schließlich bei Blei und Wismut. Hierbei entsteht etwa die Hälfte aller stabilen Atomkerne, die schwerer sind als Eisen.
Die andere Hälfte der schweren Kerne und zusätzlich alle Elemente, die schwerer sind als Wismut, entstehen in einem zweiten Prozess, dem schnellen r-Prozess (rapid neutron capture). Dabei nehmen vorhandene Kerne mehrere Neutronen gleichzeitig auf und zerfallen dann rasch zu stabilen neutronenreichen Kernen oder zu instabilen langlebigen Isotopen von Uran und Plutonium. Da dieser r-Prozess einen extrem großen Neutronenfluss voraussetzt und in wenigen Sekunden abläuft, ist er nur in einem explosiven Szenario wie einer Supernova oder dem Verschmelzen zweier Neutronensterne vorstellbar."
Also, nicht Supernovae erschaffen Elemente die schwerer als Eisen sind, sondern Neutronensterne.
Ich hoffe, daß dieses mal alles mitm Einfügen geklappt hat, mir entgleiten langsam die Dinger. Kein Wunder in meinem Alter!!!
Sorry im Voraus.
Liebe, liebe Grüße von Rozina und Della <(●_●)>.
Eisen ist quasi die Asche massereicher Sterne, Eisen kann in keinem Stern fusioniert werden, weil die dafür nötige Energie zu groß wäre, es müsste quasi mehr Energie reingesteckt werden als durch die Fusion entstehen würde. Wenn aber so ein Stern als Supernova explodiert, dann ist die Energie hoch genug und es entstehen dabei auch Metalle die schwerer sind Eisen. Diese finden sich dann in den Sternenresten bzw. den Gasen, die nach der Supernova noch übrig bleiben. Aus der verbleibenden Kernmasse des explodierten Sterns kann ein Neutronenstern entstehen oder ein schwarzes Loch.
Das ist zunächst alles richtig. Um aus Eisen schwerere Metalle zu fusionieren, wird enorm viel Energie benötigt. Allerdings wir bei einer Supernova dermaßen viel Energie bei extremen Temperaturen frei, dass dies ausreicht.
Nun ja - erscheint mir ein wenig spekulativ.
Neutronensternkollisionen sind eher selten und dabei entsteht häufig gleich ein Schwarzes Loch und das ist nicht sehr großzügig mit der "Verteilung" von Materie.
Hast du vielleicht einen Link?