Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

4.3. DIE THERMODYNAMIK DES KOSMOS 261
und sogar Eisen, Fe. Dabei variieren die Häufigkeiten sowohl im einzelnen Kugelsternhaufen als auch
von Haufen zu Haufen.
Neben kosmologischem Lithium, Li, wurde (mit vergleichbarer Häufigkeit) auch Bor, B, gefunden.
Das kann man erklären, (Fowler), falls man inhomogene Urknall Modelle betrachtet.
• ZUSATZ (BILDUNG VON C IM FRÜHEN KOSMOS)
Hier sind zunächst die Quarks inhomogen verteilt (auf einer Skala von etwa 1 bis 10 Meter), wenn sich Protonen und
Neutronen in einem Phasenübergang erster Ordnung bilden. Diese verhalten sich anschließend beide unterschiedlich:
Protonen diffundieren schwerer, da sie geladen sind. In ursprünglichen Verdichtungen (Entropieschwahnkungen) bleiben
die Protonen zurück, die Neutronen diffundieren in die Umgebung.
Ab 7 Li verläuft die Fusion dann anders als im Standardmodell, nämlich bis 12 C und ohne die Triple−α Reaktion:
7 Li (n, γ) 8 Li (α, n) 11 B (n, γ) 12 B (e + , ν) 12 C (4.229)
Hierbei ensteht auch das häufigste Bor Isotop, 11 B. Auch Atome mit höherer Ladung enstehen, insgesamt etwa (ein Massenanteil
von) 10 −3 .
Helium
Die Häufigkeit von 4 He in der Ur-Sonne wird allgemein zu Y⊙( 4 He) = 0.28 in numerischen Entwicklungs
Rechnungen angenommen. Das liefert gute Übereinstimmung mit der Leuchtkraft heute.
Die Häufigkeit von 3 He in der Ur-Sonne kann aus Meteoriten bestimmt werden.
X( 3 He) = 2 · 10 −5
(4.230)
Etwa am Rand des Sonnensystems vorhandenes 3 He, welches von solarem (im Sonnenwind) unterschieden
werden kann, muß aus dem interstellaren Raum (aus der lokalen interstellaren Wolke) zugeweht
worden sein. Dieses wurde zunächst spektroskopisch (von der Erde aus) nachgewiesen, 1995 von
dem Raumschiff Ulysses aufgesammelt und analysiert. Beide Bestimmungen ergeben übereinstimmende
Werte.
X( 3 He) = 1 · 10 −4
(4.231)
Diesen extrem lokalen Wert kann man vergleichen mit den ältesten Sternen in unserer näheren Umgebung:
in Kugelsternhaufen und Zwerggalaxien (z. B. SMC). Man findet
Y4 = 0.236
Z ≥ 10 −3
(4.232)
an hellen Sternen am Rand.
Mittlerweile kann man auch die Lyman−α Linien von HeI (λ = 1215 ˚A) und HeII (λ = 304 ˚A) in
Quasar Spektren nachweisen.
Deuterium
Deuterium kommt bei einem Stern wie der Sonne dagegen nicht vor, es wird in der Protostern Phase
aufgebraucht und in 3 He verwandelt. Die Summe von D + 3 He bleibt dabei konstant. Die lokale
Häufigkeit von D kann durch Lyman−α Absorption (gegen helle Sterne wie Capella und Procyon)
bestimmt werden.
X(D) = 2 · 10 −5
(4.233)
1996 wurde (von Tytler et al.) die Lyman−α Linien von D (λ(H) − 0.33 ˚A) in drei Quasar Spektren
nachgewiesen. Die größte Rotverschiebung betrug 3.57. Das Ergebnis war überraschend, zwei Bestimmungen
stimmen mit den bisherigen Ergebnissen überein, ein Wert ist 10 mal größer.
Lithium