Rätsel um präsolaren Staub gelöst

Neue Messung löst Jahrzehnte altes Rätsel

Ein Team des Instituts für Teilchenphysik (IFIC), einer gemeinsamen Einrichtung von CSIC und Universität Valencia, hat einen bedeutenden Fortschritt in der Astrophysik erzielt. Die Forschenden konnten erstmals einen entscheidenden Kernprozess messen, der in sterbenden Sternen abläuft. Wie das Institut mitteilt, wirft das Experiment am europäischen Kernforschungszentrum CERN ein neues Licht auf die Entstehung schwerer Elemente.

Molybdän-94 im Fokus der Forschung

Seit Langem beschäftigt die Wissenschaft ein Phänomen: In Meteoriten finden sich winzige Körner, die älter sind als unser Sonnensystem. Diese sogenannten präsolaren Körner weisen eine ungewöhnlich hohe Konzentration des Isotops Molybdän-94 auf. Bisherige Theorien konnten diese Häufigkeit nicht erklären – ein blinder Fleck im Verständnis der Elemententstehung im Universum.

Experiment am CERN bringt Klarheit

Um dieses Rätsel zu knacken, untersuchte das IFIC-Team das radioaktive Isotop Niob-94 im n_TOF-Experiment des CERN. Dieses Isotop gilt als entscheidender Schalter in den Reaktionen innerhalb sterbender Sterne. Dort konkurrieren zwei Prozesse: der Einfang von Neutronen und der radioaktive Zerfall. Je nachdem, welcher Prozess dominiert, entsteht unterschiedlich viel Molybdän-94. Entscheidend war die Frage, wie wahrscheinlich der Neutroneneinfang ist – eine Messung, die bisher nie gelungen war.

"Das Ergebnis liegt nahe an einigen theoretischen Vorhersagen. In den modernsten Sternmodellen reduziert es die Unsicherheiten erheblich und reproduziert die beobachteten Molybdän-94-Werte im alten Sternenstaub erfolgreich", erklärt Javier Balibrea Correa, Erstautor der im Fachjournal "Physical Review Letters" veröffentlichten Studie.

Internationale Zusammenarbeit

Ermöglicht wurde das Experiment durch die internationale Kooperation mehrerer Forschungsinstitute. Das IFW Dresden, das Institut Laue-Langevin und das Paul Scherrer Institut trugen zur Herstellung der radioaktiven Proben bei. Die Messung selbst nutzt die Flugzeitmethode, bei der Partikeleigenschaften aus der Zeit bis zum Erreichen einer Messstation bestimmt werden.

Die Forschenden betrachten ihre Arbeit als großen Schritt, räumen jedoch ein, dass noch nicht alle Puzzleteile verstanden sind. Für weitere Kernprozesse des Niob-94 existieren nur theoretische Schätzungen. Künftige Experimente sollen daher präzisere Daten liefern, um die Entstehung schwerer Elemente in Sternen vollständig zu entschlüsseln. Wie der CSIC berichtet, sind die Ergebnisse ein wichtiger Baustein für ein klareres Bild der kosmischen Elementproduktion.

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Quelle: europapress.es