Weltraumteleskop James Webb beobachtet Entstehung eines schweren Elements

Das Weltraumteleskop James Webb hat erstmals eine sogenannte Kilonova beobachtet und bestätigt, dass bei dieser Art von Sternenexplosion besonders seltene Elemente entstehen – im konkreten Fall wurde Tellur nachgewiesen. Das haben die an der Analyse beteiligten Forscher und Forscherinnen jetzt publik gemacht. Beobachtet haben sie demnach die Kollision zweier Neutronensterne, die eine Milliarde Lichtjahre von uns entfernt stattgefunden hat. Zwar sei schon seit Langem davon ausgegangen worden, dass bei solchen Zusammenstößen die idealen Bedingungen herrschen, um Elemente zu produzieren, die substanziell schwerer sind als Eisen, aber der tatsächliche Nachweis war bislang schwierig – unter anderem, weil sie so selten sind.

Entdeckt wurde der bei Kollision der beiden Himmelskörper entstanden Gammastrahlenblitz im März vom Weltraumteleskop Fermi der NASA, erklärt das Team. Es sei der zweithellste seit Beginn diesbezüglicher Beobachtungen vor 50 Jahren gewesen. Außerdem habe er 200 Sekunden gedauert und damit vergleichsweise lange. In der Folge sei das Ereignis mit verschiedenen Teleskopen auf der Erde und im Weltraum ins Visier genommen und Eigenschaften entdeckt worden, die auf eine Kilonova hingewiesen hätten. Damit seien die Voraussetzungen perfekt gewesen, um mit den Instrumenten NIRCam und NIRSpec des Weltraumteleskops James Webb (JWST) nach Spuren jener Elemente zu suchen, die dabei entstanden sind.

Gefunden wurde im aufgezeichneten Spektrum die Signatur von Tellur, einem sogenannten Chalkogen, das auf der Erde ungefähr so häufig vorkommt wie Gold. Genau wie das Edelmetall und etwa Uran entsteht das Element mit der Ordnungszahl 52 im Periodensystem ausschließlich unter diesen extremen Bedingungen. Für solch eine Kilonova muss ein extrem kompakter Neutronenstern mit einem weiteren oder einem Schwarzen Loch kollidieren, erklärt das Team noch. Dabei entstehen die Voraussetzungen für die Entstehung der schwersten Nuklide. Im konkreten Fall fand das bei zwei Sternen statt, die aus ihrer Heimatgalaxie herausgeschleudert wurden und sich 120.000 Lichtjahre von ihr entfernt haben, bevor sie zusammengestoßen sind.

Das von den Weltraumagenturen NASA, ESA und CSA betriebene JWST wurde am 25. Dezember 2021 gestartet. Nachdem es sich in einer komplexen Prozedur selbst entfaltet hat, ist es einen Monat später an seinem Einsatzort angekommen. Hier blickt es abgewandt von Sonne, Erde und Mond ins All, sodass deren Wärmestrahlung das Infrarotteleskop nicht stört. Ein riesiger Schutzschirm blockt diese ab. Seit über einem Jahr zeigt sich die Forschung beeindruckt von den damit gesammelten Daten, regelmäßig werden neue Funde vorgestellt. Nicht nur die Verantwortlichen sprechen von einer neuen Ära für die Astronomie und die Wissenschaft insgesamt. Die Analyse der Kilonova wird jetzt im Wissenschaftsmagazin Nature vorgestellt.

(mho)