Sind wir aus einem oder mehreren Sternen zusammengesetzt?

Durch diesen Zufall konnten Sterne in den späten Stadien ihres Lebens Helium in Kohlenstoff, Sauerstoff und die meisten anderen Atome verwandeln, aus denen Sie und ich bestehen. [...] [W] wir sind aus Star-Zeug gemacht.

^{Max Tegmark, Unser mathematisches Universum: Mein Streben nach der ultimativen Natur der Realität , p. 64}

Unter der Annahme, dass sich die Sonne nicht in den späten Stadien ihres Lebens befindet, lese ich, dass wir hauptsächlich aus Sternstaub bestehen, aber nicht aus Sonnenstaub. Anscheinend bestehen wir hauptsächlich aus Atomen früherer (jetzt toter und begrabener) Sterne.

Meine Frage ist, ob es wahrscheinlich einen einzigen Vorgängerstern des Sonnensystems gibt, der Kohlenstoff produziert, oder ob das Sonnensystem wahrscheinlich mehr als einen (vielleicht mehrere) "Elternsterne" hat, die Kohlenstoff produzieren. (Und es scheint auch eine dritte "Möglichkeit" zu geben: Der Aufbau von beispielsweise Kohlenstoff erfordert mehr als eine Generation von Sternen.) Was ist die (Hi) Geschichte hier?

Die genaue Vorgeschichte der Präsolaren ist nicht bekannt. Ich werde versuchen, eine wahrscheinliche Geschichte rechtzeitig rückwärts zu erzählen.

Unsere Sonne hat wahrscheinlich Brüder und Schwestern, die in der Milchstraße verstreut sind. Weiter zurück in der Zeit war unsere Sonne wahrscheinlich Teil eines offenen Sternhaufens wie der Hyaden . Offene Sternhaufen sind nicht stabil und werfen Sterne über Hunderte von Millionen von Jahren aus. ( Mehr über Versuche, die Geschwister von Sun zu finden .)

Solche Sternhaufen bilden sich typischerweise in Nebeln wie dem Orionnebel . Dichte Nebel enthalten typischerweise kurzlebige Sterne mit mehreren Sonnenmassen, die typischerweise als Supernova enden und dem Nebel und dem umgebenden interstellaren Medium schwere Atome hinzufügen . Unsere Sonne ist reich an schweren Atomen, die in Spektrallinien des Sonnenlichts oder im Sonnenwind leicht zu erkennen sind. Diese Atome können sich nicht in der Sonne gebildet haben, weil ihr Kern noch nicht heiß genug ist, um diese Elemente zu bilden. Einige werden sich niemals in der Sonne bilden. Die Erde besteht hauptsächlich aus chemischen Elementen, die schwerer als Helium sind. Sterne wie unsere Sonne, die reich an schweren Elementen sind, werden als Populationssterne bezeichnet(Astronomen nennen alle chemischen Elemente außer Wasserstoff und Heliummetallen). Population I Sterne (und Erde) können sich zumindest teilweise nur aus Supernova-Überresten gebildet haben. Alte Sterne, die in einer Zeit geboren wurden, als die unmittelbaren Vorgänger unserer Sonne geboren wurden, sind noch in der Milchstraße zu finden. Sie werden Populationssterne II genannt. Sie enthalten weniger Material aus schweren Elementen als unsere Sonne, aber mehr als der Urknall. Daher muss es noch ältere Sterne gegeben haben, die als Populations-III-Sterne bezeichnet werden.

Supernovae können das interstellare Medium auch aufgrund von Schockfronten destabilisieren, was schließlich zu einem lokalen Kollaps, insbesondere von Nebeln, führt.

Presolare Körner regnen immer noch auf der Erde; "Die Elemente in diesen Partikeln wurden zu verschiedenen Zeiten (und an verschiedenen Orten) in der frühen Milchstraße hergestellt."

Damit ist die wahrscheinliche Antwort auf die Frage, dass wir wahrscheinlich aus Überresten mehrerer Supernovae und mehrerer Generationen von Supernovae bestehen.

Es ist höchst unwahrscheinlich, dass wir nur aus einem Stern bestehen. Der einfachste Grund dafür ist, dass wir Gold auf der Erde haben. Gold entsteht (wie wir glauben) durch die Kollision zweier massereicher Sterne (wahrscheinlich Neutronensterne).

Wenn es nur einen Vorgänger der Sonne gäbe, wäre es sehr wahrscheinlich, dass die gesamte Masse der Sonne noch in der Nähe wäre. Die Gesamtmasse des gesamten Sonnensystems ist viel zu gering, um beispielsweise Nickel und Kupfer in nennenswerter Menge gebildet zu haben. Man müsste einen Stern haben, der ungefähr das Fünffache der Masse des Sonnensystems beträgt. Diese Masse verschwindet nicht.

Man könnte natürlich spekulieren, dass ein paar Neutronensterne beim 2-3-fachen des Sonnensystems anfangs alles erschufen und sich dann in etwa 2-3 verschiedene Sonnensysteme aufteilen. Aber wir haben ziemlich viele chemische Elemente wie Wasserstoff und Helium in der Sonne, von denen es nicht viele in Neutronensternen geben würde (weil sie zu schwereren Elementen verschmolzen sein müssten).

Alle Sterne durchlaufen einige Phasen von ihrer Entstehung bis zu ihrem Tod:

Zunächst ist die Theorie, dass Wasserstoff das vorherrschende chemische Element war. Es ist das "einfachste" chemische Element. Wenn Helium komprimiert wird, steigt seine Temperatur aufgrund der Schwerkraft eines Sterns an. Sobald es ungefähr 10 Millionen Grad erreicht, beginnt die Fusion. Durch die Fusion von Wasserstoff entsteht Helium.

Helium, das schwerer als Wasserstoff ist, sinkt in die Mitte des Sterns. Später wird es eine Heliumfusion geben, wenn der Stern massiv genug ist, um Helium ausreichend zu komprimieren. Helium erzeugt Sauerstoff und Kohlenstoff.

Ein sehr massereicher Stern mit mehreren Sonnen in der Masse ist in der Lage, Sauerstoff und Kohlenstoff miteinander zu verschmelzen. Dabei entstehen viele verschiedene chemische Elemente. Neon, Natrium, Magnesium, Schwefel und Silizium. Spätere Reaktionen wandeln diese Elemente in Kalzium, Eisen, Nickel, Chrom, Kupfer und andere um.

Schließlich explodieren viele Sterne in eine Supernova. Dabei werden viele dieser Materialien in den Weltraum geschleudert, wo sie sich aufgrund der Schwerkraft wieder ansammeln.

Die Sonne wurde wahrscheinlich in einem chaotischen Universum geschaffen, in dem Wasserstoff und vielleicht Helium in einer Region zusammenkamen, in der es viele dieser anderen chemischen Elemente gab.

Quellen:

• http://curious.astro.cornell.edu/supernovae.php , http://www.enchantedlearning.com/subjects/astronomy/stars/fusion.shtml - Sterne müssen in der Lage sein, zunehmend schwerere Elemente zu verschmelzen.
• http://www.cfa.harvard.edu/news/2013-19 - Gold entsteht durch Kollision von Neutronensternen.

Die kurze Antwort lautet: Wir sind aus dem "Zeug" gemacht, das von vielen Stars beigesteuert wird. Das interstellare Medium, aus dem das Sonnensystem gebildet wurde, wurde durch alle möglichen Elemente angereichert, die in früheren Sterngenerationen synthetisiert wurden. Die meisten der schweren Elemente werden in einer Supernova-Explosion eines massereichen Sterns gebildet und in das ISM injiziert.