Der menschliche Körper besteht aus einer Vielzahl von Elementen, deren Ursprung bis in die Frühzeit des Universums zurückreicht. Während Wasserstoff bereits vor der Entstehung der ersten Sterne existierte, wurden die meisten anderen Elemente durch Sterne und Supernovae erzeugt. Diese Tatsache macht die Bezeichnung „Staub der Sterne“ für den menschlichen Körper nicht nur poetisch, sondern auch wissenschaftlich korrekt.
Die Entstehung der Elemente nach dem Urknall
In den ersten Minuten nach dem Urknall bildeten sich die ersten Atomkerne aus Protonen und Neutronen. Dabei entstanden vor allem Wasserstoff und Helium, sowie geringe Mengen von Deuterium, Helium-3 und Lithium. Diese Elemente bildeten die Grundlage für die spätere Entwicklung des Universums. Wasserstoffkerne, die heute im menschlichen Körper vorhanden sind, stammen direkt aus dieser frühen Phase des Kosmos.
Erst etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall kühlte das Universum so weit ab, dass Atomkerne Elektronen einfangen konnten und neutrale Atome entstanden. Die ersten Sterne bildeten sich schätzungsweise 100 Millionen Jahre nach dem Urknall. Diese frühen Sterne bestanden fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium, da schwerere Elemente noch nicht in nennenswerten Mengen vorhanden waren.
Die Rolle der Sterne bei der Elemententstehung
Sterne sind die Hauptproduzenten der meisten Elemente im Universum. Sie fusionieren Wasserstoff zu Helium und erzeugen in späteren Phasen ihres Lebenszyklus schwerere Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Eisen. Die genauen Prozesse hängen dabei von der Masse des Sterns ab. Massereiche Sterne durchlaufen mehrere Fusionsstufen, bei denen sie Elemente bis hin zum Eisen erzeugen.
Wenn ein massereicher Stern am Ende seines Lebens keinen weiteren Energiegewinn durch Fusion erzielen kann, kollabiert sein Kern und es kommt zu einer Supernova. Diese Explosionen sind entscheidend für die Verteilung der erzeugten Elemente im interstellaren Raum. Sie sorgen dafür, dass Elemente wie Kalzium und Eisen, die im Inneren des Sterns entstanden sind, in die Umgebung freigesetzt werden.
Nicht alle Elemente entstehen jedoch in Supernovae. Ein Teil des Kalziums und Eisens im Sonnensystem stammt aus thermonuklearen Explosionen von Weißen Zwergen. Diese kompakten Überreste von Sternen mittlerer Masse spielen ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Anreicherung des Universums mit schweren Elementen.
Die Zusammensetzung des menschlichen Körpers spiegelt diese komplexe Geschichte wider. Während die meisten Atome im Körper Wasserstoffatome sind, die direkt aus der Zeit vor den ersten Sternen stammen, macht der Sauerstoff den größten Teil der Masse aus. Diese Elemente haben unterschiedliche Wege zurückgelegt, bevor sie Teil des menschlichen Körpers wurden.
- Quelle: NASA
- Quelle: Chandra X-ray Observatory