Gold die Kristallisation des Lichtes.
Die schwersten chemischen Elemente im Universum wie Blei und Gold entstehen durch die Kollision von Neutronensternen. In der frühen Erde setzte sich Gold im Erdkern ab. An der Erdoberfläche findet sich heute nur Gold, das nach der Krustenbildung durch Meteorite auf die Erde gelangt ist oder durch vulkanische Prozesse wieder an ihre Oberfläche kam.
Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Gold durch Supernova-Nukleosynthese und durch die Kollision von Neutronensternen entstanden ist. Es soll bereits in dem Staub vorhanden gewesen sein, aus dem sich das Sonnensystem gebildet hat. Da die Erde bei ihrer Entstehung geschmolzen war, sank wahrscheinlich fast das Gesamte in der frühen Erde vorhandene Gold in den Planetenkern. Gold ist mindestens so alt wie unser Planet, aber es ist nicht hier auf der Erde entstanden. Die Herstellung von Gold erfordert Fusionsreaktionen im Kern von Sternen, für die gigantische Mengen an Energie nötig sind. Damit dieser Prozess überhaupt ablaufen kann, muss dieser Stern schwer genug sein, mit einer Masse des 8-fachen der Sonne.
Derart große Sterne beenden im Laufe von vielen Milliarden Jahren ihr Leben in einer Explosion oder Supernova, in deren Verlauf Metalle die schwerer als Eisen sind gebildet werden können. Daraufhin werden Staubpartikel, die winzige Goldstücke enthalten können, ins All katapultiert. Diese Staubpartikel landen in der verklumpten Materie um einen Stern, die dann einen Planeten bildet. Alles Gold im Universum stammt möglicherweise aus katastrophalen Sternkollisionen. Das schließen Forscher des Harvard-Smithsonian-Zentrums für Astrophysik aus der Analyse eines energiereichen sogenannten Gammastrahlen-Blitzes. Der Blitz stammt demnach vom Zusammenstoß und der Verschmelzung zweier Sternleichen, sogenannter Neutronensterne.
„Wir schätzen, dass zwei verschmelzende Neutronensterne Gold im Umfang von bis zu zehn Mondmassen produzieren und ausschütten können – eine ganze Menge Klunker“, erläuterte der Hauptautor der Analyse, Edo Berger, in einer Mitteilung des Zentrums. Nach dem Urknall gab es im Universum zunächst nur die beiden leichtesten chemischen Elemente Wasserstoff und Helium. Alle schwereren Elemente mussten erst durch Kernfusion „gebacken“ werden. Zum Beispiel im Inneren von Sternen, die gigantische Fusionsreaktoren sind.
Riesige Mengen Energie sind nötig
Doch selbst bei den größten Sternen ist bei Eisen Schluss. Gold aber zählt zu den schwersten chemischen Elementen im Universum. Um das begehrte Edelmetall entstehen zu lassen, sind deshalb gewaltigere Ereignisse nötig. Genug Energie für eine kosmische Goldschmiede würde die Kollisionen von Neutronensternen liefern. Das sind in sich zusammengefallene Kerne ausgebrannter Sonnen, die so dicht gepackt sind wie riesige Atomkerne.
Bereits 2011 vermuteten Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Astrophysik in der Theorie, dass des Rätsels Lösung bei der Goldentstehung in solchen Kollisionen liegen könnte. Die früher angedachten Supernova-Explosionen reichten dazu einfach nicht aus. Das US-Team um Edo Berger hat diese These nun gestärkt. Die Wissenschaftler analysierten einen Gammastrahlenblitz, der am 3. Juni vom Satelliten „Swift“ der US-Raumfahrtbehörde NASA registriert worden war. Mit einer Entfernung von 3,9 Milliarden Lichtjahren ist er noch einer der nächsten, die bislang beobachtet worden sind.
Gammablitz als Geburtsstätte des Goldes.
Zwar war der Blitz selbst in weniger als zwei Zehntelsekunden vorbei, wie die Forscher in einer der kommenden Ausgaben des Fachblatts „The Astrophysical Journal Letters“ berichten. Sie beobachteten jedoch ein langsam verlöschendes Nachleuchten vor allem im Infrarotlicht. Dieses Nachleuchten schreiben sie dem Zerfall radioaktiver Stoffe zu, die durch die Flut von Neutronen aus den kollidierenden Neutronensternen entstanden sind. In diesem Prozess entstehen auch stabile schwere Elemente wie Gold.
Die Forscher schätzen, dass die Kollision insgesamt Material im Umfang von rund einem Hundertstel der Masse unserer Sonne ins All geschleudert hat. Gold ist nicht nur auf der Erde relativ selten, sondern im gesamten Weltall. Angesichts der Menge Gold, die in einem einzigen Gammastrahlenblitz entstehen kann, und der Zahl dieser Blitze in der Geschichte des Universums, schätzen die Forscher, dass sämtliches Gold im Kosmos von verschmelzenden Neutronensternen produziert worden sein kann.
In einer Ausgabe des Fachblatts „The Astrophysical Journal Letters“ berichten Forscher, dass sie in der Lage waren, einen Gamma-Blitz zu analysieren. Dieser Blitz wies im Infrarotlicht ein sehr langsam erlöschendes Nachleuchten auf. Dieses wird auf den Zerfall von radioaktiven Stoffen zurückgeführt. Diese wiederum sollen aus einer Neutronenflut entstanden sein, die auf kollidierende Neutronensterne zurückzuführen ist. Während dieses Prozesses ist ausreichend Energie zugegen, um stabile und schwere Elemente wie Gold oder Titanium entstehen zu lassen.