Sternenstaub aus dem All: Erde durchquert derzeit interstellare Wolke

Nicht irgendwo tief im All, sondern mitten in antarktischem Eis haben Forscher nun Hinweise auf eine uralte Sternenexplosion gefunden. Ein internationales Team unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) konnte im Eis der Antarktis das seltene Isotop Eisen-60 nachweisen – ein Stoff, der fast ausschließlich bei Supernova-Explosionen entsteht. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal "Physical Review Letters" veröffentlicht.

Seltenes Isotop gilt als Spur einer Sternenexplosion

Im Gegensatz zum auf der Erde üblichen Eisen-56 besitzt Eisen-60 vier zusätzliche Neutronen. Dadurch ist es schwach radioaktiv und zerfällt extrem langsam – seine Halbwertszeit beträgt rund 2,6 Millionen Jahre. Entstehen kann das Isotop vor allem dann, wenn massereiche Sterne am Ende ihres Lebens als Supernova explodieren.

Bereits früher hatten Wissenschaftler Hinweise gefunden, dass die Erde vor etwa 1,5 bis 2,3 Millionen Jahren von Wellen aus Eisen-60 getroffen wurde. Seitdem gab es laut aktuellem Forschungsstand jedoch keine bekannten Supernovae in unmittelbarer kosmischer Nachbarschaft. Umso überraschender war ein Fund in vergleichsweise jungem antarktischem Schnee.

"Unsere Idee war, dass die lokale interstellare Wolke Eisen-60 enthält und über längere Zeiträume bis heute speichern kann", erklärte Dominik Koll vom HZDR-Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung. Während das Sonnensystem diese Wolke durchquere, könne die Erde fortlaufend Material daraus aufnehmen.

Eintrag von Sternenstaub nahm plötzlich zu

Den entscheidenden Hinweis fanden die Forscher in einem Eisbohrkern des Alfred-Wegener-Instituts. Die untersuchten Proben decken einen Zeitraum zwischen 40.000 und 80.000 Jahren ab. Dabei zeigte sich: Zunächst erreichten nur geringe Mengen Eisen-60 die Erde, später nahm der Eintrag deutlich zu.

"Das deutet darauf hin, dass wir uns zuvor in einem Medium mit weniger Eisen-60 befanden oder die Wolke selbst starke Dichteunterschiede aufweist", so Koll weiter.

Die Veränderungen innerhalb weniger zehntausend Jahre gelten aus astronomischer Sicht als bemerkenswert schnell. Für die Forscher ist das ein starkes Indiz dafür, dass sich das Sonnensystem aktuell tatsächlich durch eine interstellare Wolke mit Supernova-Überresten bewegt.

"Wie eine Nadel in 50.000 Fußballstadien voller Heu"

Die Analyse war technisch äußerst aufwendig. Aus rund 300 Kilogramm Eis mussten zunächst wenige hundert Milligramm Sternenstaub isoliert werden. Anschließend untersuchte das Team das Material an der Heavy Ion Accelerator Facility (HIAF) der Australian National University in Canberra.

Die Anlage gilt weltweit als einzigartig, weil sie winzigste Mengen Eisen-60 von anderen Atomen trennen kann. "Das ist, als würde man eine Nadel in 50.000 Fußballstadien suchen, die bis zur Decke mit Heu gefüllt sind", sagte Annabel Rolofs von der Universität Bonn. "Die Maschine findet die Nadel in einer Stunde."

Forscher wollen noch älteres Eis untersuchen

Als Nächstes planen die Wissenschaftler, noch ältere Eisproben auszuwerten. Ziel ist es, den Zeitpunkt genauer zu bestimmen, an dem das Sonnensystem in die interstellare Wolke eingetreten ist.

Sollten sich die Ergebnisse bestätigen, wäre das ein weiterer Hinweis darauf, dass die Erde nicht isoliert durchs All reist, sondern ständig von den Hinterlassenschaften längst vergangener Sternenexplosionen beeinflusst wird.

(VIENNA.AT)