Die Astronomie des Zähneputzens Sternengeschichten Folge 417: Fluor und sein astronomisches Geheimnis In der heutigen Folge der Sternengeschichten geht es um das chemische Element Fluor. Was vielleicht nicht unbedingt nach Astronomie klingt. Aber höchst astronomisch ist, wie wir noch hören werden. Im Alltag treffen wir das Fluor meistens im Badezimmer, nämlich dann wenn wir uns die Zähne putzen. Denn das Fluor kann unseren Zahnschmelz härter machen und vor Karies schützen. Was super ist, aber nicht Thema der Folge. Denn damit das hilfreiche Fluor seine Arbeit machen kann, muss es erstmal in die Zahnpastatube gelangen. Was jetzt nicht so schwer ist; in der Erdkruste ist Fluor das 13häufigste chemische Element. Da kommt es so gut wie immer gebunden vor, also in Kombination mit anderen Elementen, zum Beispiel in Form von Flussspat oder Fluorkieselsäure. Das erste Mal chemisch isoliert, also quasi in Reinform entdeckt hat das Element der französische Chemiker Henri Moissan im Jahr 1886, wofür er dann 1906 auch den Chemie-Nobelpreis bekommen hat. Da hat man also gewusst, dass es so ein chemisches Element gibt und seine Eigenschaften erforschen können. Die fundamentale Frage wurde aber immer noch geklärt: Wo kommt das Zeug her? Und natürlich ist für das Fundament immer die Astronomie zuständig. Denn abgesehen von Wasserstoff und Helium muss jedes chemische Element irgendwo bei der Kernfusion im Inneren eines Sterns beziehungsweise durch andere astronomische Prozesse erzeugt werden. Also auch das Fluor. Bevor wir aber zur Astronomie kommen schauen wir nochmal kurz auf das Fluor selbst und das Periodensystem der Elemente. Dort finden wir das Fluor mit der Ordnungszahl 9. Weil es 9 Protonen in seinem Atomkern hat und die benachbarten Elemente sind Kohlenstoff, mit 6 Protonen; Stickstoff mit der Ordnungszahl 7, Sauerstoff mit Ordnungszahl 8 und auf der anderen Seite Neon mit der Ordnungszahl 10. So weit, so ordentlich. Jetzt schauen wir auf die Liste mit den häufigsten chemischen Elementen im Universum. Wasserstoff ist natürlich auf Platz 1, Helium auf Platz 2 - für diese beiden Elemente braucht man keine Sterne, die sind direkt beim Urknall selbst entstanden und deswegen auch so häufig. Auf Platz 3 kommt Sauerstoff, auf Platz 4 Kohlenstoff, auf Platz 5 finden wir Neon. Auf Platz 6 steht Eisen und auf Platz 7 finden wir Stickstoff. Dass Eisen so häufig ist, ist auch interessant - aber eine ganz eigene Geschichte die ich ein anderes Mal erzählen werden. Auf jeden Fall sehen wir, dass die ganzen Nachbarelemente von Fluor alle in den Top 7 auftauchen. Aber das Fluor schafft es nicht mal in die Top 20. In unserem Sonnensystem gibt es fast 5000 mal mehr Kohlenstoff als Fluor. Sauerstoff ist fast 9000 mal häufiger und selbst das obskure Neon ist noch fast 1500 mal häufiger. Was ist da los? Nun, zuerst einmal können wir feststellen, dass der Prozess der Fluor herstellt offensichtlich nicht sehr effektiv ist. Im Inneren von normalen Sternen läuft die Fluor-Produktion tatsächlich eher spärlich. Dort wird ja vor allem Wasserstoff zu Helium fusioniert. In den Spätphasen eines normalen Sterns kriegt man dann aus dem Helium per Fusion noch Sauerstoff oder Kohlenstoff. Aus Kohlenstoff kann man Neon oder Natrium fusionieren; aus Sauerstoff kriegt man Silicium und daraus dann Eisen. Aber Fluor kommt bei diesen Reaktionen nicht vor. Zumindest nicht bei den üblichen Reaktionen was bedeutet, dass die Produktion von Fluor unüblich sein muss. Im wesentlichen hat man drei hauptsächliche und verschiedene Möglichkeiten und Orte im Verdacht, das Fluor des Universums herstellen zu können. Zuerst einmal wären da die sehr großen Sterne. Also Sterne, die am Ende ihres Lebens bei einer gewaltigen Supernova explodieren können. Die zweite Möglichkeit wären AGB-Sterne, also Sterne mit ein wenig geringerer Masse als die Sterne vom ersten Punkt, die sich am Ende ihres Lebens aufblähen und in deren Gasschichten jede Menge unte [...]
