Wie Sterne Diamanten ausbrüten

Donnerstag, 16. April 2009, 18:19 • Rubrik Sterne.

In der Umgebung einiger Sterne scheint es vor mikroskopisch kleinen Diamanten nur so zu wimmeln. Eine mögliche Erklärung für dieses Phänomen haben Heidelberger Forscher gefunden. Die Miniatur-Edelsteine könnten regelrecht ausgebrütet werden, wenn Ruß in der heißen Umgebung eines Sterns mit Elektronen bombardiert wird.

In einem Abstand von 30 Astronomischen Einheiten enthält die Scheibe um Elias 1 besonders viele Diamantkörnchen und relativ wenig polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe. Grafik: Subaru Telescope/National Astronomical Observatory of Japan

Unter diesen Bedingungen macht der Ruß-Kohlenstoff eine bemerkenswerte Verwandlung durch, vermuten die Forscher um Miwa Goto vom Max-Planck-Institut für Astronomie. Graphitblättchen, ähnlich denen in der Bleistiftmine, könnten zu molekularen Zwiebeln verbacken, die sich zusammenziehen und dadurch in ihrem Innern Drücke aufbauen, wie sie tief unter der Erdoberfläche herrschen.

Goto und ihre Kollegen aus Deutschland, Japan und Dänemark studierten den Stern Elias 1 – einen jungen Heißsporn mit dem Vielfachen der Sonnenmasse, bei dem Anfang der 80er-Jahre die optische Signatur winziger Diamantkörnchen entdeckt worden war. Die Astronomen analysierten hochauflösende Infrarotspektren, die mit dem japanischen Subaru-Teleskop auf Hawaii aufgenommen worden waren.

Demnach kommen die Körnchen vor allem im inneren Bereich einer großen Gas- und Staubscheibe vor, die den jungen Stern umgibt. Wo ihre Dichte besonders hoch ist, sind Graphit und andere typische Rußbestandteile dagegen relativ spärlich vorhanden, berichten die Forscher im “Astrophysical Journal”. Daher könnten sie als Ausgangsstoff für die Bildung der Diamantkörnchen dienen.

Zwei weitere Beobachtungen liefern Hinweise darauf, wie dieser Prozess ablaufen könnte. So finden sich unter 60 beobachteten Sternen, die vom gleichen Typ sind wie Elias 1, lediglich drei “Diamantsterne”. Alle drei fallen durch Ausbrüche von Röntgenstrahlung auf, die von leichtgewichtigen Begleitsternen stammen könnten und die mit Schauern hochenergetischer Elektronen einhergehen.

Zudem hatten Stuttgarter Forscher bereits in den 90er-Jahren entdeckt, dass ein solcher Elektronenbeschuss in Graphit zur Bildung von zwiebelartigen Kohlenstoffgebilden führt, in deren Innern Drücke von mehreren Hunderttausend Atmosphären herrschen könnten. Bei solchen Drücken und bei Temperaturen von mehreren Hundert Grad Celsius könnte Graphit rasch in Diamant umgewandelt werden, so Goto und ihre Kollegen.

Forschung: Miwa Goto und Thomas Henning, Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg; Akira Kouchi, Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University, Sapporo; Hideki Takami, Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan, Hilo, Hawaii; und andere

Veröffentlichung Astrophysical Journal, Vol. 693, pp 610-6, DOI 10.1088/0004-637X/693/1/610; Preprint arxiv:0811.2220

WWW:
Max-Planck-Institut für Astronomie
Subaru Telescope/National Astronomical Observatory of Japan
Diamant und Graphit
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