Das im Urknall entstandene Universum bestand größtenteils aus Wasserstoff, mit einem beachtlichen, doch viel kleineren Heliumanteil, etwa 24 Masseprozent, und einigen Spuren an Lithium. All die anderen, für das Leben wichtigen Elemente – Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff, ganz abgesehen von den anderen, annähernd 100 bekannten Elementen – wurden viel später, in Sternen, erzeugt. Doch diese anderen Elemente erschienen nicht alle auf einmal, nicht einmal in einer einzelnen Galaxie wie unsere Milchstraße. Die Sterne, welche die Elemente aufbauten und die späteren Sterngenerationen, die diese weiter verarbeiteten, liegen in Aktivitätszentren um die Galaxis herum, jedes Zentrum mit seiner eigenen Lebensgeschichte. Demzufolge ändern sich die relativen Häufigkeiten der Elemente von Ort zu Ort und von Stern zu Stern. Die Konsequenzen sind bedeutend: viele (doch keineswegs alle) Astronomen vertreten die Auffassung, das Leben, so wie es auf der Erde existiert und das auf einer vielfältigen Mischung aller Elemente aufbaut, sich nicht an anderen Orten der Milchstraße entwickeln könnte, wo diese Bestandteile unzureichend vorhanden sind. Die Messung der relativen Häufigkeit von den Elementen in der Galaxis und in anderen Galaxien ist eine der wichtigsten Aufgaben, die Astronomen durchführen, um sowohl die Geschichte jedes einzelnen Ortes als auch seine gegenwärtigen, bestimmenden Eigenschaften zu verstehen.
Der graduierte Student Joel Hartman am Center for Astrophysics hat sich mit vier Mitarbeitern anderer Institutionen zusammengetan, um eine neue Methode zu entwickeln, die relative Menge von Elementhäufigkeiten zu messen. Ihre Technik nutzt das pulsierende Verhalten einer Klasse von Sternen, den Cepheiden; Sterne, deren Masse und Alter sie in ein Entwicklungsstadium gebracht haben, in der sich ihre Helligkeit innerhalb weniger Tage bis hin zu Wochen mit großer Regelmäßigkeit ändert. Wie sich gezeigt hat, pulsiert eine Unterklasse der Cepheiden mit einer vielschichtigen Periode, die empfindlich von der Menge an schwereren Elementen in der Sternatmosphäre abhängt und dadurch eine Bestimmung der Elementhäufigkeiten erlaubt. Mit Hilfe einer neuen Durchmusterung variabler Sterne in einer benachbarten Galaxie identifizierte das Team (aus einem Satz von 3023 periodischen Sternen, deren Eigenschaft sie als Cepheiden kennzeichnete) eine Gruppe von fünf, die in diese Unterklasse gehörten. Die Arbeitsgruppe zog diese dann dazu heran, um die Schwankung in der Häufigkeit der Elemente an fünf, über die ganze Galaxie verteilten Orte zu messen. Die Ergebnisse, die unabhängig von den üblichen Techniken sind, bei denen die Häufigkeiten durch die spektroskopischen Signaturen der Elemente gemessen werden, bieten einen wirksamen neuen Weg, um die Anreicherung des Kosmos mit Elementen zu erforschen.
Aus: Weekly Science Update, 26.12.2006 – Übersetzt von Harald Horneff
