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Supernova, künstlerische Darstellung

Spuren von Sternexplosionen in der Tiefsee

Sternexplosionen schicken gewaltige Lichtblitze und Teilchenströme in die Weiten des Alls. Forscher haben auf der Erde Spuren dieser Naturereignisse entdeckt - an ungewöhnlichem Ort: im Meeresboden.

Kosmos 06.04.2016

Eine Supernova ist das dramatische Ende eines massereichen Sterns. Für das Universum haben diese Explosionen enorme Bedeutung, sind sie doch die wichtigste "Fabrik" für schwere chemische Elemente wie Gold oder Platin.

Auch langlebige radioaktive Atome werden in Supernovae gebildet, etwa das Isotop Eisen-60 (Fe-60). Da es auf der Erde nicht natürlich vorkommt, ist sein Nachweis auf der Erde ein klares Zeichen für eine Supernova in der kosmischen Nachbarschaft unseres Planeten.

Das ist nun Physikern der Universität Wien gelungen - und zwar mit Hilfe von Sedimenten aus dem Pazifik, dem Südatlantik und dem Indischen Ozean. Diese Ablagerungen entstehen, wenn sich Material über Jahrmillionen Schicht für Schicht absetzt. Sie eignen sich daher als geologisches Archiv.

Hell wie der Mond

Die Forscher bestimmten zunächst das Alter der Schichten und erhoben dann die Menge des darin enthaltenen extraterrestrischen Fe-60. Resultat: Dieses fand sich in zwei Schichten, die eine ist 1,7 bis 3,2 Mllionen Jahre alt, die andere 6,5 bis 8,7 Millionen Jahre. Vor allem in ersterer haben die Wissenschaftler eine sehr gute Zeitauflösung.

Das Signal von Fe-60 sei viel zu breit, "um es einer einzigen Supernova zuordnen zu können - in dieser Zeit müssen sich zwei bis drei derartige Ereignisse zugetragen haben", erklärt Robin Golser von der Universität Wien, ein Co-Autor der Studie.

Supernova im All

NASA, ESA, R. Sankrit and W. Blair (Johns Hopkins University) / CC BY 3.0

Diese Supernova gilt als Klassiker: Sie wurde schon von Johannes Kepler im Sternbild Schlangenträger beobachtet

Die Daten für die Periode vor 6,5 bis 8,7 Mio. Jahre wurden nur aus Manganknollen gewonnen, die keine so hohe zeitliche Auflösung lieferte wie die jüngeren Sedimentschichten. "Es ist aber noch so viel Fe-60 nachweisbar, dass man sagen kann, dass auch damals mehrere Sternenexplosionen stattgefunden haben müssen", betont Golser.

Der Erstautor der Studie, der österreichische Physiker Anton Wallner, hat die Arbeit an der Universität Wien begonnen und ist seit 2011 an der Australian National University in Canberra tätig.

Er schätzt, dass sich die Supernovae in einer Entfernung von bis zu 300 Lichtjahren ereignet haben. Sie müssten damit so hell wie der Mond und sogar bei Tag sichtbar gewesen sein. Sie hätten wohl zu einer erhöhten Intensität von kosmischer Strahlung auf der Erde geführt, aber keine direkten Auswirkungen auf das Leben gehabt.

Explosionen im Sternbild Wolf und Waage

Dieter Breitschwerdt von der TU Berlin hat in einer weiteren Arbeit durch Fe-60-Analysen herausgefunden, wann und wo Sterne in der Nähe des Sonnensystems explodiert sind. Breitschwerdt und sein Team beschäftigen sich mit der Entstehung der sogenannten "Lokalen Blase". Dies ist eine mit heißem Gas gefüllte Region mit einer Ausdehnung von rund 600 mal 600 mal 1.200 Lichtjahren, in der sich auch unser Sonnensystem befindet.

Die Forscher weisen in ihrer Arbeit nach, dass in den vergangenen 15 Mio. Jahren etwa 16 Supernovae die "Lokale Blase" erzeugt haben. Sie sind auch für das in den Tiefseeproben gefundene Fe-60 verantwortlich.

Simulationen der Berliner Astronomen zufolge stammt etwa die Hälfte des gemessenen Fe-60 von zwei Supernovae, die vor 2,3 bzw. 1.5 Mio. Jahren in den heutigen Sternbildern Wolf bzw. Waage explodiert sind. Breitschwerdt kommt in seiner Arbeit zum gleichen Schluss wie Wallner: Die beiden Supernovae müssen in 270 bis 300 Lichtjahren Entfernung stattgefunden haben.

science.ORF.at/APA

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