Die nächsten drei Tage werde ich zwecks Recherche (und ein wenig Erholung) im Sauerland verbringen (Nachtrag: Zumindest war das der Plan, als ich diesen Artikel geschrieben habe. Mittlerweile hat mir die Gewerkschaft der Lokführer ja wieder einen Strich durch die Rechnung gemacht und meine Reisepläne für die ganze Woche verkompliziert. Momentan bin ich noch in Stuttgart. Ob ich heute noch tatsächlich nach Olsberg im Sauerland komme wie geplant, wird sich zeigen. Und ob ich von dort am Samstag wieder weg und zu meinem Vortrag in Mannheim komme, ebenfalls. Da der Artikel aber nun schon mal geschrieben ist, lasse ich ihn stehen, auch wenn ich selbst es nicht ins Sauerland schaffen sollte und meinen “Urlaub” statt mit Erholung auf irgendwelchen Bahnhöfen verbringen muss). Da ich diese Gegend bis jetzt noch nie vorher besucht habe, habe ich mich ein wenig darüber informiert, was im Sauerland so los ist. Und vor allem darüber, was es dort für regionale kulinarische Spezialitäten gibt. Denn abgesehen davon, dass gutes Essen an sich schon interessant ist, finden sich bei genauerer Betrachtung immer auch ein paar faszinierende Verbindungen zur Astronomie. Das habe ich schon beim Leberkäse aus Linz und dem Zwiebelkuchen aus der Rhön festgestellt. Und das ist auch bei der Sauerländer Spezialität der Fall, die ich entdeckt habe. Obwohl ich mir nicht sicher bin, ob ich sie auch wirklich probieren will: Es geht um die Knochenwurst.

Bilder von Knochenwurst hab ich keine gefunden, darum gibts eines von dem Ort, in den ich fahre (Bild: Engelbert Seibertz, gemeinfrei)

Bilder von Knochenwurst hab ich keine gefunden, darum gibts eines von dem Ort, in den ich fahre (Bild: Engelbert Seibertz, gemeinfrei)

“Knochenwurst” klingt ein klein wenig eklig. Es handelt sich um Wurst, bei der das Fleisch mitsamt der Knochen verarbeitet und gekocht wird und die Knochen sollen ihr auch den besonderen Geschmack geben. Wie gesagt: Ich bin mir unsicher, ob mir das auch wirklich schmeckt. Aber ich weiß mit Sicherheit, dass sich in der Knochenwurst ein großes, kosmisches Geheimnis versteckt!

Nein, es geht nicht um die Zutaten. Die sind nicht geheimnisvoll: Mett, Schweinefleisch und Rippchen mit Knochen; dazu Senfkörner, Pökelsalz und Pfeffer. Das ganze wird dann geräuchert und gekocht und mit Sauerkraut und Kartoffeln serviert. Das Geheimnis von dem ich spreche, findet man ganz woanders. Und in der Knochenwurst sogar gleich zweimal!

Dazu müssen wir zuerst einmal das Pökelsalz ein wenig genauer betrachten. Das ist normales Salz, dem Nitrit zugefügt wird. Mich interessiert in diesem Zusammenhang aber ein anderer Zusatz, der sich nicht nur im Pökelsalz, sondern mittlerweile sehr oft auch im ganz normalen Salz findet: Fluorid. Darin steckt die Verbindung zum Universum und wir stoßen auch bei der Hauptzutat der Knochenwurst noch einmal darauf. Denn Knochen bestehen zu einem großen Teil aus dem Mineral Hydroxilapatit. Es macht die Knochen hart und es macht auch unseren Zahnschmelz hart. Noch härter wird das Hydroxilapatit aber, wenn es chemisch mit Fluorid reagiert. Genau deswegen wird es dem Salz absichtlich in kleinsten Mengen zugefügt um den Zahnschmelz zu stärken und Karies zu verhindern.

Fluorit-Kristalle (Bild: Ryan Salsbury, CC-BY-SA 3.0)

Fluorit-Kristalle (Bild: Ryan Salsbury, CC-BY-SA 3.0)

Wie der Name schon andeutet, ist Fluorid eine chemische Verbindung, in der das Element Fluor enthalten ist. Und jetzt sind wir beim großen kosmo-chemischen Geheimnis angekommen. Denn es ist bis heute nicht völlig klar, wo dieses Element her kommt!

Die Häufigkeit von Fluor im Universum ist unverhältnismäßig gering. Vergleicht man Fluor mit benachbarten Elementen im Periodensystem, sieht man das deutlich. Sauerstoff ist unter den Elementen unseres Sonnensystems fast 9000 mal häufiger als Fluor. Kohlenstoff ist fast 5000 mal häufiger und Stickstoff 1500 mal; fast so häufig wie Neon mit der 1400fachen Häufigkeit von Fluor. Es gibt nun zwei Möglichkeiten, warum Fluor so selten ist: Entweder das Fluor wird bei nuklearen Fusionsreaktionen in Sternen überdurchschnittlich schnell und oft in andere Elemente umgewandelt. Oder es entsteht schlich und einfach nicht so oft und nur bei selten auftretenden Prozessen. Höchstwahrscheinlich tragen beide Möglichkeiten zur Seltenheit des Fluors bei, aber genau lässt es sich nicht sagen, weil man eben immer noch nicht weiß, welche kosmischen Prozesse für die Entstehung des Fluors verantwortlich sind.

Im Laufe der Jahre haben die Astronomen drei verschiedene Möglichkeiten identifiziert, bei denen Fluor gebildet werden kann. Bei den normalen Kernreaktionen, die im Inneren von Sternen ablaufen und bei denen zum Beispiel aus der Fusion von Helium Sauerstoff und Kohlenstoff entstehen, wird kein Fluor gebildet. Aber es geht auch anders! Schon 1988 haben zwei amerikanische Astronomen vorgeschlagen, dass es in bestimmten Supernova-Explosionen gebildet werden kann.

Wenn wirklich große Sterne – mit typischerweise ein paar Dutzend Sonnenmassen – am Ende ihres Lebens keinen Brennstoff mehr haben, dann explodieren sie und es findet eine sogenannte “Typ-II-Supernova” statt. Am Ende dieser gigantischen Explosion bleibt vom Stern nur noch ein schwarzes Loch (oder ein Neutronenstern) übrig. Und während der Explosion werden unzählige Neutrinos frei. Über diese sehr speziellen Elementarteilchen habe ich ja schon zum Beispiel hier oder auch hier berichtet. Neutrinos wechselwirken so gut wie gar nicht mit dem Rest der Materie; sie gehen fast überall glatt durch. Bei einer Supernova-Explosion entstehen aber so viele von ihnen und die Materie des sterbenden Sterns auf die sie bei ihrem Weg hinaus ins All treffen ist so dicht, dass es dabei doch zu einer relevanten Anzahl von Interaktionen kommt. Gegen Ende seines Lebens hat der Stern in seinem Kern noch jede Menge neue chemische Elemente fusioniert; unter anderem das Isotop Neon-20. Wenn ein Neutrino auf einen Kern des Neon-20-Atoms trifft, kann es dabei in Fluor umgewandelt werden.

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Supernovae vom Typ II sind also ein Prozess, bei dem Fluor gebildet werden kann. Und es ist ein sehr faszinierender Gedanke, dass wir ein chemisches Element zur Härtung unserer Zähne verwenden, das nur bei der Explosion gigantischer Sterne und der dabei stattfindenden seltenen Wechselwirkung mit den geisterhaften Neutrinos entstehen kann…

Eine zweite Möglichkeit der kosmischen Fluor-Produktion wurde in den 1990er Jahren identifiziert. Astronomen hatte rote Riesensterne untersucht und die Häufigkeit des dort vorkommenden Fluors gemessen. Und in einer speziellen Gruppe dieser Sterne fanden sie überdurchschnittlich viel davon: den sogenannten AGB-Sternen. Das sind Sterne, die schon am Ende ihres Lebens angekommen sind und bei denen zwei Arten von Kernfusion ablaufen. In den kühleren äußeren Schichten wird ganz normal Wasserstoff zu Helium fusioniert. Im heißeren Kern dagegen sind die Temperaturen hoch genug, um Helium zu Kohlenstoff zu fusionieren. Dieses Heliumfeuer brennt aber nicht so stabil und gleichmäßig wie die normale Wasserstoff-Fusion. So ein “Helium-Flash” kann jede Menge Kohlenstoff aus dem Inneren des Sterns in die äußeren Schichten bringen und ihn zu einem “Kohlenstoff-Stern” machen. Genau bei dieser Art der Sterne hatten die Astronomen auch die hohen Fluor-Mengen entdeckt. Normalerweise würde das bei den nuklearen Reaktionen entstehende Fluor im Inneren des Sterns gleich wieder durch weitere Reaktionen mit dem Helium umgewandelt und vernichtet werden. Aber so wie der Helium-Flash den Kohlenstoff nach oben in die kühleren Zonen bringt, tut er das auch mit dem Fluor. Das Fluor wird dabei schneller in die “sicheren” Zonen transportiert als es weiter unten vernichtet werden kann und kann sich ansammeln. Wenn dann der Stern später seine äußeren Schichten ins All hinaus pustet und endgültig stirbt, wird dabei auch das Fluor im Universum verteilt.

Die dritte Möglichkeit der Fluor-Produktion findet man in sogenannten Wolf-Rayet-Sternen (über die ich hier schon mal mehr geschrieben habe). Auch das sind Riesensterne am Ende ihres Lebens; sie sind aber so heiß und erzeugen durch ihre starke Strahlung einen so heftigen Sternenwind, dass sie schon lange vor ihrem Ende ihre äußeren, kühleren Schichten ins All hinaus blasen. Übrig bleibt nur der heiße Kern (der bei diesen Sternen aber immer noch enorm groß ist), weswegen diese Riesen auch nicht rot, sondern blau-weißlich leuchten. Der Sternwind rettet vermutlich auch das Fluor. Es entsteht in den Wolf-Rayet-Sternen auf die gleiche Art wie in den AGB-Sternen und würde normalerweise auch hier durch das Helium wieder vernichtet werden. Aber der Sternwind pustet es schneller hinaus ins All, als es zerstört werden kann.

Drei faszinierende Möglichkeiten also, um Fluor zu erzeugen. Und vermutlich tragen alle drei zur Entstehung des Fluors bei. Welchen Anteil die einzelnen Prozesse allerdings wirklich an der Gesamtbilanz haben, ist immer noch ungeklärt. Eine wissenschaftliche Arbeit aus dem letzten Jahr (“Fluorine in the solar neighborhood – is it all produced in AGB-stars?”) kommt zu dem Ergebnis, dass die AGB-Sterne vermutlich die Hauptquelle sind. Aber das letzte Wort in dieser Frage ist noch lange nicht gesprochen.

Wenn ihr also das nächste Mal ein wenig Salz über euer Essen streut oder der Zahnarzt sich über ein Loch in eurem Zahnschmelz beschwert, dann denkt ein wenig über die gewaltigen kosmischen Vorgänge nach, die hier eine Rolle spielen! Neutrinos, Supernova-Explosionen und sterbenden Riesensterne in weit entfernten Regionen des Universums nehmen hier einen ganz direkten Einfluss auf unser Leben. Selbst auf so etwas profanes wie Knochenwurst im Sauerland…

Ich werde auf jeden Fall mal schauen, ob ich diese Spezialität hier irgendwo bekommen kann. Probieren kann man es ja zumindest. Ansonsten mache ich mir jetzt noch ein paar ruhige Tage in Olsberg im Sauerland bevor ich dann am Samstag weiter nach Mannheim reise um dort einen Vortrag zu halten. Über die dortigen Spezialitäten habe ich mir noch keine Gedanken gemacht – aber ich bin sicher, das man darin auch jede Menge Astronomie finden kann!

Kommentare (24)

  1. #1 Felix
    20. Mai 2015

    Danke für diesen Beitrag. Ich mag nukleochemische Themen sehr. Sie bringen Kosmoligie direkt in unsere greifbare Welt hinein. Denn vieles, was man in der Astronomie herausfindet, wird über Distanzen ermittelt und ist dem Normalsterblichen nicht zugänglich. Ganz anders in der Nukleochemie.

  2. #2 Bernd
    20. Mai 2015

    In Mannheim muss man Dreck essen. Natürlich nur den Original Monnemer Dreck. 😉 Und Bier gibt es dort auch.

  3. #3 Knut
    20. Mai 2015

    Wir alle bestehen aus Sternenstaub – dieses geflügelte Wort hat wohl jeder schon gehört. Ich finde es immer wieder super, wie du schön verständlich darüber schreibst, wie das genau abläuft und zusammenhängt. Daumen hoch dafür!
    Lässt sich eine Aussage darüber treffen, ob unser Sonnensystem nur aus den Resten eines Vorgängers besteht, oder könnte man eventuell sogar feststellen, ob es mehrere Vorgänger (“Eltern”, Großeltern” etc) unserer Sonne gab ?

  4. #4 René
    20. Mai 2015

    @Florian: Im Artikel hast Du ein Bild mit “Fluorit-Kristallen”, obwohl’s doch um “Fluorid” geht.

  5. #5 Braunschweiger
    20. Mai 2015

    Was das Reisen angeht: es gibt immer noch die Möglichkeit für Selbstfahrer, mit einem Mietwagen voranzukommen. In den größeren Orten sind meist die bekannteren Vermieter ansässig; allerdings ist in diesen Tagen vermutlich Vorbestellung angesagt, um einen Wagen zu bekommen. Ab zwei Personen und ohne Nutzung von Bahncards im Vergleichsfall mit der Bahn wird das schon günstiger.

    Vielleicht gibt es aber auch einen geneigten A’Simplex-Leser in der Nähe, der sich als Chauffeur und Transporteur zur Verfügung stellt.

    Und eines kann ich mir nicht verkneifen: Reisen und gutes Essen haben immer mit Astronomie zu tun. Empfehlenswerte Hotels und Restaurants besitzen immer ganz viele Sterne…
    In Suttgart übrigens die “Wielandshöhe” bei Vincent Klink.

  6. #6 Martin
    20. Mai 2015

    @Rene:
    Fluorit ist das Fluorid des Calciums, CaF2. Schoenes und interessanted Mineral, stoert nur leider bei der Flotation von Wolframerzen.

    Fluorverbindungen sind ja auch fuer die Raumfahrt sehr interessant und haben das Potential zu sehr effizienten Raketentreibstoffen. Leider sind sie etwas suboptimal zu handhaben, daher warten sie noch auf ihren grossen Durchbruch. In dem Sinne moechte ich auch jedem das wunderschoene Buch Ignition! ans Herz legen, welches sehr humorvoll die Entwicklung von Raketentreibstoffen beschreibt. Kann man frei und legal als pdf online finden.

    Es enthaelt zu einer Fluorverbindung die wundervolle Textstelle:
    ”It is, of course, extremely toxic, but that’s the least of the problem. It is hypergolic with every known fuel, and so rapidly hypergolic that no ignition delay has ever been measured. It is also hypergolic with such things as cloth, wood, and test engineers, not to mention asbestos, sand, and water-with which it reacts explosively. It can be kept in some of the ordinary structural metals-steel, copper, aluminium, etc.-because of the formation of a thin film of insoluble metal fluoride which protects the bulk of the metal, just as the invisible coat of oxide on aluminium keeps it from burning up in the atmosphere. If, however, this coat is melted or scrubbed off, and has no chance to reform, the operator is confronted with the problem of coping with a metal-fluorine fire. For dealing with this situation, I have always recommended a good pair of running shoes.”

  7. #7 bruno
    (weselsky for president!)
    20. Mai 2015

    …und auch: Alpha Centauri 135
    https://www.youtube.com/watch?v=7CeXUp_L4p0

  8. #8 bruno
    20. Mai 2015

    @Knut
    Allein rechnerisch sollten da Vorgänger gewesen sein: erste Sterne vor grob 13,6mrd, Galaxis ca. 13mrd, Sonne ca 4,5mrd., . … da ist viel Zeit für diverse Generationen. Man geht/ging von einer sonnensysteminitiierenden SN 750t vor Enstehung (unseres Systems) aus. Der Stern dieser SN hatte ja schon eine Metallizität >0, muss also auch Vorfahren gehabt haben. (guckst du Population III-Sterne : http://de.wikipedia.org/wiki/Population_%28Astronomie%29)
    guckst du auch hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Habitable_Zone#Galaktische_habitable_Zonen

    Interessanter Artikel: http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2012/entstehung-des-sonnensystems-ohne-supernova/

  9. #9 Nekrassow
    20. Mai 2015

    @4
    Chemisch: Calciumfluorid; mineralogisch: Flußspat, Fluorit

  10. #10 René
    20. Mai 2015

    Danke @Nekrassow (#6). Mit verblasstem Schulchemie-Halbwissen hatte ich den Begriffsunterschied zwischen “Chloriden” und “Chloriten” einfach mal auf Fluor(it/id) übertragen, ohne zu wissen, von was ich da überhaupt rede. :o)

  11. #11 Florian Freistetter
    20. Mai 2015

    @Braunschweiger: “es gibt immer noch die Möglichkeit für Selbstfahrer,”

    Das ist mir natürlich bekannt. Aber ich fahre nicht Auto…

    Aber der Ersatzfahrplan war gut; ich bin angekommen. Knochenwurst hab ich aber noch nicht gesichtet!

  12. #12 Alderamin
    20. Mai 2015

    Vielleicht findest Du statt dessen Potthucke?

    Ich kenn’ mich da aber auch nicht aus, war nur mal auf dem kahlen Asten, an der Bobbahn in Winterberg, an der Ruhr-, der Sieg- und der Lahnquelle so wie in Olpe und Bergisch-Gladbach. Hinter’m Rhein war für mich früher immer Sibirien 😉

  13. #13 René
    20. Mai 2015

    Oh. Mir ist gerade bewusst geworden, dass es keinen Sinn macht, hier in meinen Antworten die Permalinks anderer Kommentare mit Nummer zu versehen. Die können sich leicht ändern, wenn was aus der Moderation empor steigt.

  14. #14 Ludger
    20. Mai 2015

    Zur Vorbereitung:
    https://www.youtube.com/watch?v=uAi7qJQELvQ
    Zitat:” … wo die Mädchen noch wilder als die Kühe sind.”

  15. #15 bruno
    20. Mai 2015

    @#11 …Aber ich fahre nicht Auto
    Hast du auch einen bestimmten Platz auf dem Sofa? 🙂
    (That´s my spot!)

  16. #16 PDP10
    20. Mai 2015

    @Florian:

    “Knochenwurst hab ich aber noch nicht gesichtet!”

    Die Knochen isst man übrigens nicht mit!

    😉

    Das ist sowas ähnliches wie Saumagen. Eine Brühwurst halt. Man füllt etwas geeignetes mit dem was einem so einfällt – in diesem Fall eben auch Schweinerippchen (lecker!) und brüht das dann. Die Knochen knabbert man dann nur ab …

    Was das Bier angeht, wirst du sicher fündig werden. Ich komm ja auch aus Südwestfalen (bisl weiter südlich noch) und kann dir daher versichern, dass in der Gegend einige der besten Pilsener Biere die man kriegen kann gebraut werden (und ich meine jetzt nicht die von den beiden Grossen mit W und V – Soweit ich weiss, gibts direkt in Olsberg auch so eine kleinere Brauerei mit angeschlossenem Wirtshaus ).

  17. #17 bruno
    20. Mai 2015

    @Ludger
    …bzgl. des “zoff”-Songs
    Ich hatte immer schon den Eindruck, die Kühe im Sauerland wären schöner, schlanker und wohlriechender…als…

  18. #18 bruno
    20. Mai 2015

    …meine Ex-Freundn stammt aus Hagen…Ennepetal ;(

  19. #19 Ludger
    20. Mai 2015

    @ Bruno
    Hier ist manches anders oder im örtlichen Idiom “selten”. Wir sind vor 32 Jahren aus Aachen herzogen. Dort machten sich die Kindergärtnerinnen Gedanken, die Kinder könnten vom Lied “Hoppe hoppe Reiter” ein seelisches Trauma erleiden, wenn es heißt: “fressen ihn die Raben”. Sie sangen dort deswegen mit den Kindern: ” lachen alle Raben”. Am ersten Tag im Kindergarten hier kam unsere Tochter fröhlich nach Hause. Sie hatte dort gerade ein neues Kindergedicht gelernt: “Meine Mutter schneidet Speck und schneidet mir die Finger weg.” Oder wie Franz Müntefering sagen würde: “Nur die Harten komm inn Garten.”

  20. #20 bruno
    21. Mai 2015

    @Ludger: lol!

    Da kann ich nur antworten: “Kinder, die was wollen, kriegen auf die Bollen!”
    Ja, schöne Geschichte(n) – als Kölner musste ich gelegentlich auch schlucken…schmunzeln…
    Und um mit einem Politiker-Spruch zu kontern (S.Gabriel): “Hätte hätte Fahrradkette” – ich bin sicher, der “kommt auch von da wech!”
    🙂

  21. #21 bruno
    21. Mai 2015

    jaja, das alte Aachener Kinderlied:
    “Hoppe hoppe Schlachter,
    wenn er rutscht, dann lacht er.
    Rutscht er in den Graben,
    dann lachen mit ihm die Raben!”

    totally politically correct!

  22. […] bin immer noch im Sauerland unterwegs. Aber trotzdem wollte ich noch schnell darauf hinweise, dass der berühmte Physiker, Mathematiker […]

  23. #23 Yeti
    24. Mai 2015

    @bruno: Fahrradkette war Peer Steinbrück.
    Außerdem: Mein Freund ist Sauerländer!1°

  24. #24 PDP10
    24. Mai 2015

    @bruno:

    “Und um mit einem Politiker-Spruch zu kontern (S.Gabriel): “Hätte hätte Fahrradkette” – ich bin sicher, der “kommt auch von da wech!””

    Mal abgesehen davon, dass @Yeti recht hat mit der Fahrradkette: Beide, Steinbrück und Gabriel kommen ausm Norden.

    Vielleicht hast du da den Müntefering im Kopf gehabt. Der kommt nämlich tatsächlich aus dem Sauerland – aus Arnsberg um genau zu sein, was nur ein paar Steinwürfe von Florians derzeitigem Aufenthaltsort weg ist …. 🙂