Sternenstaub im jungen Meeresboden zeugt von alter Supernova

Grosse Sterne sterben als Supernova. Bei diesen gewaltigen Explosionen entstehen Staubwolkenfronten mit ausgefallenen Elementen wie Eisen-60. Im Ozeanboden hat der österreichische Physiker Anton Wallner minimale Mengen bis zu 33'000 Jahre alten Eisens-60 gefunden. Wallner forscht an der Australian National University in Canberra und am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) in Deutschland.

Es stammt vermutlich vom Nachhall einer Supernova-Staubwelle, berichtet er mit Kollegen im Fachjournal «Pnas».

Ein Team um Wallner untersuchte Tiefseesedimentproben, die rund 1000 Kilometer vor der Südwestspitze Australiens entnommen wurden nach Eisen-60. Die Proben sind bis zu 33'000 Jahre alt.

Dieses Eisen-Isotop ist radioaktiv und hat eine Halbwertszeit von 2,6 Millionen Jahren. Es entsteht auf der Erde nicht auf natürliche Weise, sondern im Weltall, wenn massereiche Sterne in einer Supernova sterben. Jegliche Einträge stammen demnach aus dem interstellaren Raum, durch den sich das Sonnensystem in hohem Tempo bewegt.

Zurzeit reist das Sonnensytem durch eine Staubwolke, die «lokale interstellare Wolke» genannt wird. Es wäre deshalb nahegelegen, dass der Eisen-60 Niederschlag auf der Erde von dort stammt. Die Wissenschaftler konnten den Eintrag in die Sedimente weit zurückverfolgen.

Demnach befand sich das Sonnensystem damals ausserhalb der aktuellen interstellaren Wolke. Dies berichteten die Forscher in einer Aussendung des HZDR. Demnach tröpfelt der Eisen-60 Niederschlag wohl aus einer anderen Quelle auf die Erde.

Der aktuelle Eisen-60 Niederschlag ist sehr spärlich. Die Teilchendetektoren fanden in den Tiefseeproben insgesamt nur 19 solche Atome. Hochgerechnet auf die ganze Erde wären demnach in den vergangenen 33'000 Jahren nur 60 Gramm davon niedergegangen, so die Physiker.

Wäre eine direkte Staubwelle einer Supernova über das Sonnensystem geschwappt, sollte der Eintrag zehn bis 20 Mal so hoch sein. Wallner erklärte der Nachrichtenagentur APA: «Der jetzige Eintrag könnte ein Nachhall sein von Eisen-60 in Staubteilen.» Diese stammen von älteren Supernova-Explosionen und wurden im interstellaren Raum mehrmals reflektiert, also gewissermassen herumgeschubst, meint er.

Das Alter der Ablagerungen hat Robin Golser von der Forschungsgruppe Isotopenphysik der Universität Wien bestimmt. Dazu hat er mit Kollegen die Menge von anderen Isotopen mit langer Halbwertszeit in den Ablagerungen gemessen. Diese seien in der Atmosphäre der Erde entstanden, und sicher nicht von aussen gekommen, sagt er.