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Biologischer Nachweis einer Supernova
Redaktion
/ Pressemitteilung der Technischen Universität München
astronews.com
8. Mai 2013
In fossilen Überresten von Bakterien entdeckten Forscher
jetzt ein radioaktives Eisenisotop, das nur in Supernovae gebildet wird. Damit
fand man erstmals die biologische Signatur solcher Sternenexplosionen auf
unserer Erde. Die Altersbestimmung des Tiefsee-Bohrkerns aus dem Pazifik ergab,
dass die Folgen der Supernova vor etwa 2,2 Millionen Jahren zu spüren gewesen
sein müssen.
Der Supernova-Überrest Cassiopeia A.
Bild: NASA, ESA, und Hubble Heritage (STScI /
AURA)-ESA/Hubble Collaboration |
Der größte Teil der chemischen Elemente in der Natur hat ihren Ursprung im
Kernkollaps von Supernovae. Dabei schleudern die Sterne in einer gigantischen
Explosion einen Großteil ihrer Masse ins Weltall. Das radioaktive Eisenisotop
Fe-60 entsteht fast ausschließlich in solchen Sternenexplosionen. Seine
Halbwertszeit ist im Vergleich zum Alter unseres Sonnensystems mit 2,62
Millionen Jahren so kurz, dass es auf der Erde nicht vorkommen sollte. Irdische
Spuren wären daher ein Hinweis auf eine Sternexplosion in kosmischer
Nachbarschaft.
Im Jahr 2004 berichteten Wissenschaftler der Technischen Universität München
(TUM) erstmals davon, Supernova-Eisen auf dem Grund des Pazifischen Ozeans
gefunden zu haben (astronews.com berichtete). Das
Alter des Fundes wurde auf etwa 2,2 Millionen Jahre datiert. In dieser Zeit
entwickelte sich gerade der moderne Mensch.
In den oberen Sedimentschichten der Ozeane lebt eine bestimmte Bakterienart,
die in ihren Zellen winzige Magnetit-Kristalle (Fe3O4)
herstellt. Sie besitzen einen Durchmesser von etwa 80 Nanometern. Mit ihrer
Hilfe orientiert sich das Bakterium im Erdmagnetfeld. Das aufgenommene Eisen
gelangt unter anderem durch Staub aus der Atmosphäre in die Ozeane.
Wenn die Erde mit einer Supernova in Kontakt gekommen wäre, so müsste in den
fossilen Überresten dieser magnetotaktischen Bakterien Fe-60 zu finden sein,
vermutete Shawn Bishop, Astro-Kernphysiker an der TU München und am Münchener
Exzellenzclusters Universe beteiligt.
Um diese These zu überprüfen, untersuchten Bishop und seine Forscherkollegen
1,7 Millionen bis 3,3 Millionen Jahre alte Teile eines Tiefseebohrkerns aus dem
Pazifischen Ozean. Sie entnahmen Proben in einem Abstand von 100.000 Jahren und
lösten aus diesen chemisch die fossilen Bakterienreste heraus - und damit auch
das möglicherweise enthaltene Supernova-Eisen.
Mit Hilfe des hochempfindlichen Beschleuniger-Massenspektrometers am
Maier-Leibnitz-Laboratorium in Garching fanden sie in 2,2 Millionen Jahre alten
Proben tatsächlich Fe-60. "Es liegt nahe, dass es sich dabei um die Überreste
von Magnetit-Ketten handeln, die von Bakterien auf dem Meeresboden gebildet
wurden, als ein Supernova-Regen auf sie niederging", so Bishop.
Um die vorläufigen Ergebnisse zu bestätigen, bereiten er und sein Team nun
die Analyse eines zweiten Bohrkerns vor, der mehr als die zehnfache Menge an
Magnetofossilen enthält als der erste Bohrkern. Dabei wollen sie das
Fe-60-Signal auch im Zeitverlauf noch genauer analysieren.
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