Tijdens de oerknal ontstonden alleen de drie lichtste elementen: waterstof, helium en lithium. Waar komen dan de zware elementen vandaan?
Wij zijn sterrenstof – letterlijk. Mensen (en dieren, dingen en de aarde) bestaan voor een belangrijk deel uit atomen die in sterren ontstonden en zich daarna door het heelal verspreidden. Lezer Pieter Kleiss vraagt zich af: was alleen de allereerste generatie aan sterren na de oerknal verantwoordelijk voor het maken van deze atomen? Of ook een tweede, of zelfs derde of vierde generatie sterren?
Zwaar, zwaarder, zwaarst
Eerst een stapje terug. Tijdens de oerknal ontstonden alleen de drie lichtste elementen: waterstof, helium en lithium. Vrijwel alle andere elementen, of je het nu hebt over zuurstof, ijzer of uranium, ontstonden dankzij sterren. Deels heeft dat te maken met hoe een ster ‘brandt’: in zijn binnenste wekt hij energie op door lichte atomen samen te smelten tot zwaardere.
Bovendien ontploffen zware sterren aan het einde van hun bestaan. Door het geweld van zo’n supernova-explosie ontstaan nóg zwaardere elementen. Die worden vervolgens over het heelal verspreid, waarbij sommige het schoppen tot bouwstenen van planeten en alles wat zich daarop bevindt.
Lastige puzzel
Inderdaad vermoeden sterrenkundigen, zoals Pieter al schrijft, dat er een eerste, bijzondere generatie van sterren was, die vlak na de oerknal ontstond. Die sterren bestonden uit louter waterstof, helium en lithium (iets anders was er immers niet), waren heel zwaar en ‘leefden’ maar een paar miljoen jaar. Vervolgens ontploften ze en verrijkten ze het heelal met de zware elementen die ze tijdens hun leven en hun doodsstrijd hadden geproduceerd.
Daarna ontstond er een tweede generatie sterren, die ook zware elementen produceerde. “Die generatie was echter veel diverser dan de eerste”, zegt sterrenkundige Selma de Mink (Universiteit van Amsterdam). “Er zaten zware sterren tussen die kort leefden, en lichte sterren die veel langer leefden. Daardoor is het niet meer zo handig om te spreken over een derde, vierde of vijfde generatie: na de tweede generatie begon alles door elkaar te lopen. De allerlichtste sterren uit de tweede generatie leven bijvoorbeeld nog steeds, terwijl er van de allerzwaarste soort al vele honderden generaties zijn geweest.”
Verder benadrukt De Mink dat het onderzoek rond de productie van elementen door sterren allesbehalve af is. “Het is een heel actief onderzoeksgebied binnen de sterrenkunde, met grote open vragen.” Oftewel: ja, we zijn sterrenstof, maar welke sterren nu precies welke stof produceerden, en hoe, dat is een puzzel waarvan nog lang niet alle stukjes op hun plek liggen.
Ook een vraag voor de rubriek ‘KIJK antwoordt’? Mail hem naar info@kijkmagazine.nl! Deze vraag kon je vinden in KIJK 1/2018.
Tekst: Jean-Paul Keulen
Beeld: NASA / K. LANZETTA / A. SCHULLER FOR STSCI
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!