Wie Galaxienhaufen altern

Bevor sich die ersten Sterne bildeten, bestand unser Universum nur aus Wasserstoff und Helium, mit winzigkleinen Spuren von Lithium und Beryllium. Das sind nur die vier ersten Elemente des Periodensystems, von denen wir inzwischen aber weit über 100 kennen. Die allerschwersten Elemente kann man nur künstlich in Teilchenbeschleunigern erzeugen. Alles dazwischen, also auch der Kohlenstoff aus dem wir bestehen, ist erst später durch Kernfusion entstanden, entweder im Inneren eines Sterns zur Energieerzeugung desselben oder im Zuge einer Supernova, wo die freiwerdende Energie der Explosion die Elemente verschmelzen läßt.

Das häufigste Endprodukt eines solchen Zyklus aus stellarem Kernkraftwerk und Sternentod ist das Element Eisen. Bei der Fusion zu Elementen schwerer als Eisen kann keine Energie mehr gewonnen werden, stattdessen kehrt sich das ganze um und manchmal kommt sogar zu radioaktiven Zerfällen. Eisen gehört deshalb - abgesehen natürlich von Wasserstoff und Helium - zu den häufigsten Elementen im Universum. Gleichzeitig ist die Eisenhäufigkeit aber auch ein gutes Maß dafür, wieviele "Vorfahren" ein Stern wie unsere schon hatte. Je mehr Eisen in einem Stern enthalten ist, desto mehr Sterngenerationen und Supernovaexplosionen hat das Gas aus dem der Stern besteht schon durchlaufen.

Kombination aus Röntgenbild (blau), Radiokarte (rot) und einer Aufnahme des Galaxienhaufens Hydra A im sichbaren Licht. Image Credit: X-ray: NASA/CXC/U.Waterloo/C.Kirkpatrick et al.; Radio: NSF/NRAO/VLA; Optical: Canada-France-Hawaii-Telescope/DSS

Mit dem Röntgensatelliten Chandra hat man jetzt beobachten können, wie das Gas in dem Galaxienhaufen Hydra A deshalb "altert". Ein supermassives Schwarzes Loch in der Galaxie im Zentrum des Haufens treibt zwei Jets nach außen. Sie bestehen aus Material, das schon mehrfach in Sternen der Galaxie enthalten war und deshalb mit Eisen angereichert ist. Im Vergleich zum übrigen Gas in der Umgebung der Galaxie hat es deshalb eine deutlich höhere Eisenhäufigkeit.

Trotz alledem: Sorgen machen daß den Sternen irgendwann der Brennstoff ausgeht, weil alles Material zu Eisen fusioniert wurde, müssen wir uns so schnell nicht. Bei unserer Sonne zum Beispiel, die schon vergleichsweise viel Eisen enthält, beträgt sein Massenanteil gerade mal 0.01%.