Einblick in die Vorgeschichte des Sonnensystems

Radioaktive Elemente in Meteoriten haben erstmals einen Einblick in die Vorgeschichte des Sonnensystems geliefert. Demnach hatte die große Molekülwolke, in der Sonne und Planeten entstanden sind, eine Lebensdauer von höchstens dreißig Millionen Jahren. Die Anreicherung der Urmaterie des Sonnensystems mit schweren Elementen – ohne die es weder Planeten noch Leben geben würde – fand in mehreren Etappen statt, so ein internationales Forscherteam im Fachblatt „Science“.

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„Das letzte Prozent an Blei und seltenen Erden wurde der Urmaterie dreißig Millionen Jahre vor der Geburt der Sonne zugefügt“, erläutert Kai Zuber von der TU Dresden, „das letzte Prozent von Gold, Silber und Platin aber bereits hundert Millionen Jahre davor.“ Vermutlich habe eine Sternexplosion in der Nähe zu dieser ersten Anreicherung geführt. Danach fügten Winde aufgeblähter Riesensterne der ursprünglichen Materie weitere schwere Elemente zu – und initiierten möglicherweise auch die Bildung der Molekülwolke aus dem interstellaren Gas. In dieser Molekülwolke entstanden dann nicht nur die Sonne, sondern viele weitere Sterne. Die ersten, besonders massereichen Sterne explodierten bereits nach wenigen Millionen Jahren und steuerten so weitere schwere Elemente für unser Sonnensystem bei.

Zerfallsprodukte radioaktiver Elemente helfen Forschern in vielen Bereichen bei der Datierung, in der Archäologie ebenso wie in der Astronomie. Auf diese Weise konnten Geologen und Astronomen das Alter der Erde und der Sonne sowie den Ablauf der Planetenentstehung bestimmen. Bislang scheiterten die Wissenschaftler jedoch daran, mit dieser Methode einen Einblick in die Zeit vor der Entstehung der Sonne zu gewinnen. Das ist Zuber und seinen Kollegen nun gelungen. Die Forscher verwendeten neue kernphysikalische Daten und moderne Computersimulationen der Sternentwicklung, um die Entstehung von radioaktivem Hafnium nachzuvollziehen – und diese Entwicklung dann mit der Verteilung der Zerfallsprodukte von Hafnium in Meteoriten abzugleichen.

„Unsere Arbeit zeigt, dass radioaktives Hafnium während der präsolaren Phase anders entstanden ist, als man bisher angenommen hat. So können wir damit auch die zeitlichen Abläufe besser einordnen“, erklärt Zuber. Damit werde eine jahrzehntealte Unstimmigkeit in der Datierung beseitigt. Das nächste Ziel des Forschungsteams ist, andere schwere radioaktive Kerne zu suchen, um ein noch detaillierteres Verständnis für die Vorgeschichte des Sonnensystems zu erhalten und damit die Genauigkeit und Präzision der Zeitabläufe weiter zu verbessern.