Eisen-60 aus einer Tiefseesediment-Supernova entdeckte Sternenstaub vom Meeresboden – Scinexx

Herolde einer Sternexplosion: Forscher haben Spuren von radioaktivem Eisen-60 in der Tiefsee gefunden – das Isotop soll ein Indikator für nahegelegene Supernovae sein. Dies bestätigt weiter, dass es in den letzten Millionen Jahren eine oder mehrere Sternexplosionen in der Nähe der Erde gegeben haben muss. Die geringe Anzahl von Eisen-60-Atomen stellt jedoch die verbreitete Annahme in Frage, dass die Erde einfach durch die staubigen Überreste einer solchen Supernova geht.

Sternexplosionen sind wichtige Treiber der kosmischen Entwicklung. Weil es nur durchgekommen ist viele Elemente in den Kosmos entlassen. Außerdem könnte sogar eine Supernova hergestellt werden unser Sonnensystem geholfen. Andererseits kann eine solche Sternexplosion jedoch zerstörerische Kräfte entwickeln: Einige Forscher vermuten, dass eine große Massenauslöschung vorliegt Vor 360 Millionen Jahren und ein anderer Vor 2,6 Millionen Jahren verursacht durch eine solche kosmische Katastrophe.

Eisen-60 als Supernova-Indikator

Einer der Hauptindikatoren für nahegelegene Supernovae ist das radioaktive Isotop Eisen-60. Diese Art von Atom wird fast ausschließlich in massiven Sternen gebildet und während ihrer Explosionen freigesetzt, natürlich kommt es auf der Erde nicht vor. Da Eisen-60 eine Halbwertszeit von etwa 2,6 Millionen Jahren hat und nach etwa 15 Millionen Jahren fast vollständig zerfällt, muss das gesamte auf der Erde gefundene Eisen-60 in den letzten Millionen Jahren hergestellt und abgelagert worden sein.

Bereits 2019 haben Forscher einige Atome von Eisen-60 in frisch gefallenem Schnee in der Antarktis entdeckt. Dies deutete darauf hin, dass Staub von früheren Supernovae immer noch auf die Erde fällt. Eine interstellare Wolke, durch die sich die Erde seit etwa 33.000 Jahren bewegt hat, wird als mögliche Quelle für diesen Staub angesehen. „Wenn diese Wolke in den letzten Millionen Jahren aus einer Supernova hervorgegangen wäre, würde sie Eisen-60 enthalten“, erklärt Anton Wallner vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf.

Isotop auch in der Tiefsee

Um diese Annahme zu überprüfen, analysierten Wallner und seine Kollegen Sedimentkerne, die aus der Tiefsee des Indischen Ozeans etwa 1.000 Kilometer außerhalb der südwestlichen Spitze Australiens stammten. Die Sedimentschichten wurden in den letzten 33.000 Jahren abgelagert und decken somit ungefähr den Zeitraum ab, in dem die Erde durch die interstellare Staubwolke wanderte. Sollte es Supernova-Staub enthalten, müssen auch Spuren in den Ablagerungen vorhanden sein.

Und tatsächlich: Alle untersuchten Sedimentproben enthielten Eisen-60 – wenn auch nur die geringsten Mengen. Der Partikeldetektor detektierte in den fünf Proben insgesamt 19 Eisen-60-Atome. Diese wurden jedoch zu unterschiedlichen Zeiten fast kontinuierlich über die Schichten verteilt. „Wir schließen aus unseren Daten, dass ungefähr 5,9 x 10 ²³ In den letzten 33.000 Jahren sind 60 Eisenatome auf die Erde gefallen „, berichten Wallner und Kollegen.

Ist die Wolke nicht ein Überrest einer Supernova?

Wenn Sie dies jedoch auf den Eisen-60-Gehalt der interstellaren Wolke extrapolieren, ist dieser deutlich niedriger als Sie es von einem Supernova-Überrest erwarten würden. Der mit Eisen beladene Nieselregen, der auf die Erde trifft, entspricht eher dem galaktischen Durchschnitt, sagen die Forscher. „Angesichts dieses relativ geringen Zustroms von Eisen-60 in den letzten 33.000 Jahren scheint es unwahrscheinlich, dass die lokale interstellare Staubwolke den Rest einer gebrochenen Supernova-Hülle darstellt“, sagen sie.

Aber wenn die Wolke nicht von einer Supernova-Explosion stammte, die Eisen 60 erzeugte, woher kam sie dann? Von früheren Supernova-Explosionen? Und warum ist Eisen-60 im lokalen interstellaren Raum so gleichmäßig verteilt? Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass die Wolke durch eine Sternexplosion entstanden ist, die vor langer Zeit stattgefunden hat, beispielsweise vor etwa sieben Millionen Jahren, so dass ein Teil des radioaktiven Eisenisotops bereits zerfallen ist.

Es ist jedoch auch denkbar, dass Eisen-60 nicht aus der Staubwolke stammt, sondern an einem anderen Punkt in unserem lokalen Kosmos. Der Staub der Supernova kann daher von unserem Rand kommen lokale Blase zurückgeworfen und so teilweise in der Staubwolke gelandet. Um herauszufinden, welche dieser Hypothesen zutrifft, werden jetzt mehr Eisen-60-Funde benötigt – insbesondere aus Sedimenten, die älter als 40.000 Jahre sind, sagten die Forscher. (Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften, 2020: doi: 10.1073 / pnas.1916769117)

Quelle: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

25. August 2020

– Nadja Podbregar