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Supernovae: Es regnet (noch immer) Sternenstaub

Vor einigen Millionen Jahren schleuderten zwei explodierende Sterne Eisenteilchen Richtung Erde. Jetzt zeigen Messungen: Noch immer rieselt das Material auf uns herab.
Supernovablase in Großer Magellanscher WolkeLaden...

Vor nicht allzu langer Zeit müssen in der kosmischen Nachbarschaft der Erde zwei Sterne explodiert sein und dabei gewaltige Mengen an schweren Elementen in den Weltraum gejagt haben. Reste davon treffen heute – Millionen Jahre nach dem fernen Ereignis – noch immer bei uns ein, in Form hochenergetischer kosmischer Teilchen. Das berichtet eine Forschergruppe um Walter Binns von der Washington University heute in "Science". Das Team wertete dazu radioaktive Eisenisotope aus, die ein Satellit in der Nähe der Erde aufgefangen hat.

Das Isotop Eisen-60, das das Sonnensystem sozusagen bei Geburt mitbekam, ist inzwischen praktisch komplett zerfallen; dennoch wurden größere Mengen davon auf dem Meeresboden und auf dem Mond entdeckt. Es scheint also eine Quelle außerhalb des Sonnensystems zu geben, die die Vorkommen nachfüllt – eben eine oder mehrere Supernovae. Eisen gehört zu den Elementen, die zum Ende eines Sternenlebens hin entstehen und während der Explosion ins Weltall geschleudert werden.

Da nach etwa 2,6 Millionen Jahren die Hälfte des radioaktiven Isotops zerfallen ist, können Forscher es wie eine kleine kosmische Uhr verwenden.17 Jahre lang kreiste das Cosmic Ray Isotope Spectrometer (CRIS) an Bord des Satelliten ACE um einen Punkt zwischen Erde und Sonne. Dabei fischte es aus der intergalaktischen Strahlung etwa 400 000 Eisenatomkerne, von denen ganze 15 zu dem extrem seltenen Isotop Eisen-60 gehörten.

Walter Binns und sein Team schätzten, wie viele der radioaktiven Atomkerne unterwegs vom Ort der Explosion zur Erde zerfallen oder einfach verloren gehen, und stießen auf einen merkwürdigen Befund: CRIS hätte mehr Eisen-60 finden müssen. Erklären lässt sich dies, wenn man annimmt, dass zwischen der Explosion und dem eigentlichen Transport zur Erde 100 000 bis einige Millionen Jahre vergangen sind, in denen die Atomkerne zerfallen konnten. Binns und Kollegen stellen sich vor, dass sich die Atome in dieser Zeit in einer riesigen Blase um den ehemaligen Stern herum sammelten. Durch eine gigantische Stoßwelle, zum Beispiel einer weiteren Supernova in der Nähe, wurden sie nach außen und bis zu uns geschleudert.

Damit zwei Sterne kurz nacheinander explodieren können, müssen sich verhältnismäßig viele von ihnen in ähnlichem Alter auf einem Haufen befinden. Aus der Halbwertszeit der radioaktiven Eisenkerne und den Transportverlusten berechneten die Astronominnen und Astronomen die Entfernung zu einem passenden Sternhaufen. Geeignete Kandidaten fanden sie in der Skorpius-Centaurus-Assoziation, zu der die meisten Sterne der Sternbilder Skorpion, Zentaur, Wolf und Kreuz des Südens gehören.

Natürlich beträgt die Halbwertszeit von Eisen-60 2,6 Millionen, nicht Milliarden Jahre, wie im Text zuerst behauptet. Wir bitten, dieses Versehen zu entschuldigen.

17/2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 17/2016

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