Außerirdische AlchemieKosmische Schmiede erzeugt Gold und Platin in marsianischen Mengen
US-amerikanische Forscher haben einen bisher unbekannten Weg zur Herstellung der schwersten Atome des Universums gefunden. Bereits das einmalige Aufflackern eines Magnetars könnte schlagartig so viel Gold, Platin oder Uran erzeugen, um 27 Monde oder einen Mars zu bilden.
Laut Astronomen entstehen bei der Explosion eines Magnetars 2 Millionen Millionen Milliarden Tonnen schwere Elemente wie Gold, was etwa der Masse des Mars entspricht.
Foto: iStock, Collage: Ani Asvazadurian / Epoch Times
Am 13. Oktober 1872 kam mit rund 300 Kilogramm in Australien das größte jemals entdeckte Goldnugget der Welt ans Tageslicht. Sein heutiger Materialwert: rund 10 Millionen Euro. Ein möglicherweise viel größeres Goldvorkommen vermuten US-amerikanische Forscher im Universum.
Bei dem bisher unbekannten Entstehungsort handelt es sich um die riesige Eruption eines Magnetars, einem Neutronenstern mit extrem intensiven Magnetfeldern. Doch Gold ist nicht das einzige Element, das dabei in enormen Mengen entstehen könnte.
Gold aus kosmischer Alchemie
Dass für die Entstehung großer Goldnuggets viel Energie notwendig ist, ist der Wissenschaft bekannt. Durch die Explosion von massereichen Sternen wie Magnetaren ist Energie auch im Universum in großen Mengen vorhanden. Laut den Astronomen um Brian Metzger von der Universität Columbia könnten solche Ausbrüche für die Entstehung von bis zu 10 Prozent des Goldes, Platins und anderer schwerer Elemente in unserer Galaxie verantwortlich sein.
Gleichzeitig könnte die Entdeckung ein jahrzehntelanges Rätsel um einen hellen Licht- und Partikelblitz lösen, den ein Weltraumteleskop erstmals im Dezember 2004 aufzeichnete. Das von dem Magnetar SGR 1806–20 ausgesendete Licht war zwar nur wenige Sekunden zu sehen, setzte aber mehr Energie frei als unsere Sonne in einer Million Jahren.
Aufnahme des Magnetar SGR 1900+14 im Jahr 2008.
Foto: NASA
Während der Ursprung der Eruption schnell bekannt war, verwirrte ein zweites, schwächeres Signal des Sterns, das 10 Minuten später seinen Höhepunkt erreichte, die Wissenschaftler zu dieser Zeit.
Nach fast 20 Jahren glauben Metzger und seine Kollegen darin, die seltene Geburt schwerer Elemente erkannt zu haben. Schätzungen zufolge entstehe bei einer Explosion so viel Gold, Platin und Co. wie ein Drittel der Erdmasse.
„Es ist erst das zweite Mal, dass wir einen direkten Beweis dafür haben, wo diese Elemente entstehen. Das erste Mal ist bei der Verschmelzung von Neutronensternen“, erklärte Metzger. „Das ist ein großer Sprung in unserem Verständnis davon, wie schwere Elemente entstehen.“
Schwer verdauliche Ur-Suppe
Die meisten Elemente, die wir heute kennen und benötigen, gab es nicht immer. Wasserstoff, Helium und ein wenig Lithium entstanden beim Urknall – fast alles andere entstand mit der Zeit durch die Aktivität von Sternen.
Während die Wissenschaftler gründlich verstehen, wo und wie die leichteren Elemente entstehen, sind die Produktionsorte vieler neutronenreicher Elemente, insbesondere jene, die schwerer sind als Eisen, noch unbekannt.
Zu den Elementen fraglicher Entstehung gehören auch Uran und Strontium. Diese können nur in einer Reihe von Kernreaktionen erzeugt werden, wofür ein Überschuss an freien Neutronen erforderlich ist – etwas, das nur in extremen Umgebungen zu finden ist. Für Astronomen kommen deshalb nur Supernovae und Verschmelzungen von Neutronenstern als Geburtsort infrage.
Aufnahme der Kepler-Supernova aus dem Jahr 2004.
Foto: NASA
Eine Entdeckung aus dem Jahr 2017 scheint diese Theorie zu untermauern. Damals konnten Astronomen die Kollision zweier Neutronensterne beobachten, deren kollabierte Überreste eine „Suppe aus Neutronen“ ergab. Diese Suppe war so dicht und schwer, dass ein einzelner Esslöffel voll mehr als 1 Milliarde Tonnen wiegen würde. Zugleich sind darin genügend Neutronen vorhanden, sodass sich schwere Elemente bilden konnten.
„Es ist ziemlich unglaublich, dass einige der schweren Elemente, wie die Edelmetalle in unseren Telefonen und Computern, in diesen verrückten und extremen Umgebungen entstehen“, sagte Anirudh Patel, Doktorand an der Columbia University.
2 Millionen Millionen Milliarden Tonnen Gold & Co
Allerdings erkannten die Astronomen, dass Neutronensterne allein nicht genügend Zutaten für die Suppe liefern können. Es muss also noch eine weitere Quelle geben, die den kosmischen Kochtopf füllt. Als möglicher Lieferant der schweren Elemente kamen die Magnetare ins Spiel.
Den Berechnungen von Metzger und seinen Kollegen zufolge seien die riesigen Ausbrüche der Magnetare in der Lage, instabile und schwere radioaktive Kerne zu erzeugen, die dann in stabile Elemente wie Gold zerfallen. Wenn die radioaktiven Elemente zerfallen, senden sie ein helles Licht aus und erzeugen nebenbei neue Elemente. Genau dieses Szenario könnte 2004 eingetreten sein.
Künstlerische Darstellung eines Magnetars, eine Art Neutronenstern mit einem starken Magnetfeld.
Foto: NASA
Laut den Astronomen entstanden dabei 2 Millionen Millionen Milliarden Tonnen schwerer Elemente, was in etwa der Masse des Mars oder 27 Erdmonden entspricht. Daraus leiten Metzger und seine Kollegen ab, dass ein bis 10 Prozent aller schweren Elemente in unserer heutigen Galaxie in diesen riesigen Eruptionen entstanden sind. Der Rest könnte aus der Verschmelzung von Neutronensternen stammen. Oder gibt es da vielleicht noch mehr?
„Wir können nicht ausschließen, dass es da draußen noch dritte oder vierte Orte gibt, die wir bisher nicht kennen“, sagte Metzger. „Das Interessante an diesen Rieseneruptionen ist, dass sie sehr früh in der galaktischen Geschichte auftreten können“, fügte Patel hinzu. Und weiter: „Magnetare Ausbrüche könnten die Lösung für ein lang gehegtes Problem sein: nämlich dass in jungen Galaxien mehr schwere Elemente vorkommen, als allein durch Neutronensternkollisionen entstehen können.“
Lustige Verfolgungsjagd
Um genau zu wissen, wer, wann, wie viele schwere Elemente erzeugt, müssen Forscher weitere derartige Ereignisse beobachten. Große Eruptionen von Magnetaren scheinen in der Milchstraße alle paar Jahrzehnte und im gesamten sichtbaren Universum etwa einmal pro Jahr aufzutreten. Die Schwierigkeit ist jedoch, sie rechtzeitig zu finden.
„Sobald es zu einem Ausbruch kommt, müssen wir innerhalb von 10 bis 15 Minuten ein Ultraviolett-Teleskop auf die Quelle richten“, sagt Metzger. „Das wird eine lustige Verfolgungsjagd.“
Die Studie erschien am 29. April 2025 in der Fachzeitschrift „The Astrophysical Journal Letters“.
Dipl.-Ing. Tim Sumpf studierte Wirtschaftsingenieurwesen mit den Schwerpunkten erneuerbare Energien, Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft. Als Ressortleiter „Wissen“ und Statistiker des Hauses berichtete er neben den genannten Themen auch über Klima, Forschung und Technik.
Aktuelle Artikel des Autors
03. Juni 2025
Forscher rekonstruieren Gesichter aus DNA
Kommentare
Noch keine Kommentare – schreiben Sie den ersten Kommentar zu diesem Artikel.
0
Kommentare
Noch keine Kommentare – schreiben Sie den ersten Kommentar zu diesem Artikel.