Die Erde durchquert derzeit eine Wolke aus radioaktiven Trümmern einer alten Supernova. Spuren von Eisen-60, einem Isotop, das nur bei der Explosion massereicher Sterne entsteht, wurden im antarktischen Eis gefunden. Diese Entdeckung zeigt, dass unser Sonnensystem heute in der Asche eines vor langer Zeit gestorbenen Sterns badet.
Um diese Seltsamkeit zu verstehen, muss man wissen, dass Eisen-60 nur im Inneren von Riesensternen erzeugt und bei ihrer Explosion als Supernova in den Weltraum geschleudert wird. Bisher dachten Wissenschaftler, dass die Spuren dieses radioaktiven Elements auf der Erde von Explosionen vor Millionen von Jahren stammen. Jedoch zeigten jüngste Messungen im frischen antarktischen Schnee das Vorhandensein von Eisen-60, was die Forscher überraschte, da in der Nähe keine aktuelle Supernova stattgefunden hat.
Weg des Sonnensystems durch die lokale interstellare Wolke. Das Profil der Wolke bleibt als interstellare Signatur im antarktischen Eis erhalten.
Bildnachweis: B. Schröder/HZDR/NASA/Goddard/Adler/U.Chicago/Wesleyan Das internationale Team unter der Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) stellte daraufhin eine kühne Hypothese auf: Die lokale interstellare Wolke, in der sich unser Sonnensystem bewegt, könnte seit Jahrtausenden Eisen-60 enthalten. Auf dem Weg durch diese Wolke würde die Erde diese radioaktiven Partikel sammeln. Um diese Idee zu überprüfen, analysierten die Wissenschaftler antarktische Eisbohrkerne mit einem Alter von 40.000 bis 80.000 Jahren.
Die Ergebnisse der im
Physical Review Letters veröffentlichten Studie zeigen, dass die Menge an Eisen-60 im alten Eis geringer ist als im frischen Schnee. Dies deutet darauf hin, dass unser Sonnensystem vor einigen Zehntausend Jahren in die Wolke eingetreten ist und in einigen Tausend Jahren wieder austreten wird. Die Schwankungen des Eisen-60-Signals auf kurzen kosmischen Zeitskalen ermöglichen es, die Hypothese von Überresten alter Supernoven auszuschließen.
Um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen, setzten die Forscher erhebliche technische Mittel ein. Etwa 300 Kilogramm Eis wurden vom Alfred-Wegener-Institut nach Dresden zur chemischen Analyse transportiert. Nach einer intensiven Behandlung blieben nur wenige hundert Milligramm Staub übrig. Die Wissenschaftler isolierten dann sorgfältig das Eisen-60 und überprüften ihre Methoden mit Hilfe anderer Isotope wie Beryllium-10 und Aluminium-26, deren Konzentrationen im Eis gut bekannt sind.
Der Nachweis selbst erforderte den Schwerionenbeschleuniger der Australian National University, das einzige Gerät der Welt, das winzige Mengen von Eisen-60 aufspüren kann. Es ist, als würde man eine Nadel in 50.000 mit Heu gefüllten Fußballstadien suchen: Die Maschine findet die Nadel in einer Stunde. Diese technische Meisterleistung bestätigte, dass die lokale interstellare Wolke tatsächlich die Quelle des Eisen-60 ist, und verbindet so unsere unmittelbare kosmische Umgebung mit einer stellaren Explosion.
Die Wissenschaftler planen nun, noch ältere Eisbohrkerne zu analysieren, die aus der Zeit vor dem Eintritt des Sonnensystems in die Wolke stammen. Dies könnte die Struktur des interstellaren Mediums und die Geschichte naher Supernovae enthüllen. Zum ersten Mal haben wir die Möglichkeit, den Ursprung dieser Wolken zu untersuchen, die unser Sonnensystem umgeben, und unsere Reise durch die Galaxie nachzuzeichnen.
Quelle: Physical Review Letters