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Erdgeschichte: Supernovae in der Nachbarschaft

Eine Reihe von Supernovae in den vergangenen zehn Millionen Jahren hat ihre Spuren auf der Erde hinterlassen. Das zeigen unabhängig voneinander gleich zwei Studien über Proben aus dem Meeresboden, in denen sich das radioaktive Isotop Eisen-60 findet.
Explosion einer SupernovaLaden...

Eisen-60 ist ein radioaktives Isotop des stabilen und auf der Erde massenhaft vorhandenen Eisens. Seine Halbwertszeit beträgt 2,6 Millionen Jahre. Das bedeutet, dass fast alles Eisen-60 aus der Entstehungszeit der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren zerfallen ist. Das ist eine gute Nachricht für Astronomen. Denn mit dem Eisen-60, das sich heute noch auf der Erde findet, lassen sich Rückschlüsse auf seine außerirdische Herkunft und damit auf die Geschichte der kosmischen Nachbarschaft unseres Planeten ziehen. Diese Isotope müssen nämlich überwiegend aus Supernovae stammen, die zum Ende ihres Lebens hin immer schwerere Elemente erzeugen, bis sie schließlich explodieren.

Diese Tatsache haben sich nun gleich zwei Forschergruppen unabhängig voneinander zu Nutze gemacht. Das Team um Anton Wallner von der Australian National University in Canberra fand in Proben aus den Böden dreier Ozeane Spuren von Eisen-60, die auf eine Serie von Supernovae im Lauf der vergangenen zehn Millionen Jahre hinweisen. Forscher um Dieter Breitschwerdt von der Technischen Universität Berlin berechneten in einer zweiten Studie die wahrscheinlichsten Bahnkurven und Massen der verantwortlichen Sterne und bestimmten daraus Explosionszeitpunkt und -ort.

Aus früheren Untersuchungen der Eisen-60-Verteilung im Meeresboden war bereits bekannt, dass vor etwa 2,2 Millionen Jahren vermutlich eine oder mehrere Supernovae in relativer Nähe zur Erde stattgefunden haben. Breitschwerdt und Kollegen bestimmten nun mit Simulationen die Eigenschaften von möglichen Supernovae-Vorgängern aus Messdaten der Sterne in der Scorpius-Centaurus-Assoziation, einem offenen Sternhaufen in 380 bis 470 Lichtjahren Entfernung zur Sonne. Ihre Rechnungen ergeben als Kandidaten für die Quelle eines Teils des Eisen-60 zwei Supernovae, die etwa 300 Lichtjahre von der Erde entfernt vor 1,5 beziehungsweise 2,3 Millionen Jahren explodiert sein sollen.

Wallner und Kollegen haben sich Proben von Sedimenten, Manganknollen und Mangankrusten aus dem Pazifik, Südatlantik und dem Indischen Ozean näher angesehen. Sie fanden darin Eisen-60, das sie mit Hilfe der ebenfalls enthaltenen Beryllium- und Aluminium-Isotope datieren konnten – und zwar auf eine Phase vor 1,7 bis 3,2 Millionen Jahren und eine vor 6,5 bis 8,7 Millionen Jahren. Die Funde deuten auf einen länger anhaltenden Einfluss von nahen Supernovae auf die Erde hin, der sich nicht durch ein einzelnes Ereignis erklären lässt. Eine Serie von mehreren Sternexplosionen oder eine Passage durch einen Bereich mit Überbleibseln von Supernovae könnte als Erklärung dienen. Supernovae wird immer wieder eine mögliche Auswirkung auf die irdische Evolution und das Klima nachgesagt. Die neuen Funde könnten derartige Spekulationen anheizen.

14/2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 14/2016

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