Sternexplosionen in Erdnähe

  • 06. April 2016

Mehrere Supernovae haben in den letzten zehn Millionen Jahren Spuren auf der Erde hinter­lassen.

Am Ende ihres Lebens produzieren masse­reiche Sterne viele neue Elemente, unter anderem auch lang­lebige, radio­aktive Atome mit Halb­werts­zeiten von bis zu einigen Millionen Jahren. Dazu zählt das Eisen­isotop Fe-60 mit einer Halb­werts­zeit von 2,6 Millionen Jahren, das auf der Erde praktisch nicht natür­lich vor­kommt. Masse­reiche Sterne beenden ihr Dasein als Super­nova. Explodiert ein Stern, so wird das frisch produ­zierte Fe-60 in großen Mengen ins Welt­all geschleudert. Geschieht das nahe genug an unserem Sonnen­system, dann besteht die Möglich­keit, dass ein Teil davon auf die Erde gelangt.

Supernova

Abb.: Beispiel für die expan­die­renden Über­reste einer Super­nova. Keplers Super­nova explodierte in 13.000 Licht­jahren Ent­fernung im Stern­bild Schlangen­träger. Foto: NASA / ESA / R. Sankrit & W. Blair, JHU)


Einen ersten Hinweis darauf, dass extra­terres­trisches Fe-60 auf unserem Planeten zu finden ist, erbrachten Wissen­schaftler bereits vor mehr als zehn Jahren. Eine Forscher­gruppe der TU München konnte das Isotop in geringen Konzen­tra­tionen in Mangan­krusten am Grund des Pazi­fischen Ozeans nach­weisen. Jetzt hat ein inter­nationales Forscher­team heraus­gefunden, dass nicht nur eine, sondern ein ganze Serie von Stern­explosionen für den Eisen­staub auf unserer Erde verant­wortlich ist.

Die Forscher untersuchten dazu den Isotopen­gehalt und das Alter von mehreren Tief­see­proben aus dem Pazifik, dem Süd­atlantik und dem Indischen Ozean. Als Proben dienten Sedimente, Mangan­knollen und Mangan­krusten. Sie entstehen, indem sich Material­schichten nach und nach ablagern. Dabei konser­vieren sie die Zusammen­setzung ihrer Umgebung über Millionen von Jahren hinweg und gelten deshalb als geo­lo­gische Archive.

Unter der Leitung von Anton Wallner von der Australian National Uni­versity konnte das Team nach­weisen, dass Fe-60-Isotope in bestimmten Alters­schichten in allen Tief­see­archiven steckt. Außerdem fand sich in allen Archiven ein ähn­liches Zeit­muster. Fe-60-Atome hatten sich in gleich mehreren Alters­schichten einge­lagert – in solchen mit einem Alter von 1,7 bis 3,2 Millionen Jahren, sowie in einem früheren Zeit­bereich zwischen 6,5 bis 8,7 Millionen Jahren. Über­raschender­weise waren die Signale über einen viel längeren Zeit­bereich hinweg nach­zu­weisen als ursprüng­lich erwartet. Das bedeutet, dass unsere Erde in den letzten Millionen Jahren Zeuge nicht einer einzigen – wie lange vermutet –, sondern gleich mehrerer Super­nova-Explo­sionen war.

„Die Supernovae haben wohl zu einer erhöhten Inten­sität von kosmischer Strahlung geführt. Sie waren glück­licher­weise weit genug ent­fernt, so dass es keine direkten Aus­wirkungen auf das organische Leben auf der Erde gab", erklärt Wallner. Mit einer geschätzten Ent­fernung von rund 300 Licht­jahren waren diese Super­nova-Explosionen so hell, dass sie auch bei Tages­licht sichtbar waren und eine Hellig­keit ver­gleich­bar mit unserem Mond erreichten.

HZDR / RK

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