Sternenexplosion nahe der Erde - Zusammenhang mit Eiszeiten des Pleistozän? |
Als vor einigen Monaten der Stern Beteigeuze drastisch an Helligkeit verlor, vermuteten einige Beobachter eine bevorstehende Supernova – eine Sternenexplosion, die auch auf der Erde noch Schäden verursachen könnte. Während sich Beteigeuze wieder beruhigt hat, haben Physiker der Technischen Universität München (TUM) Beweise für eine Supernova gefunden, die vor rund 2,5 Millionen Jahren nahe der Erde explodiert ist.
Das Leben von Sternen mit einer Masse, die mehr als zehn Mal
größer ist als die unserer Sonne, endet in einer Supernova, einer
gewaltigen Sternenexplosion. Bei dieser Explosion bilden sich unter
anderen Eisen, Mangan und weitere schwere Elemente.
Ein
Forschungsteam angeführt von Physikern der TU München hat nun in etwa
zweieinhalb Millionen Jahre alten Schichten von Mangankrusten neben
Eisen-60 nun auch Mangan-53 nachgewiesen.
„Man könnte die
erhöhten Konzentrationen von Mangan-53 auch als „smoking Gun“
bezeichnen, den endgültigen Beweis dafür, dass diese Supernova
tatsächlich stattgefunden hat“, sagt Erstautor Dr. Gunther Korschinek.
Während
eine sehr nahe Supernova das Leben auf der Erde massiv schädigen
könnte, war diese jedoch weit genug entfernt. Sie verursachte nur eine
mehrere tausend Jahre andauernde Erhöhung der kosmischen Strahlung.
„Allerdings kann diese zu verstärkter Wolkenbildung führen“, sagt
Mitautor Dr. Thomas Faestermann. „Vielleicht ist es kein Zufall, dass
vor 2,6 Millionen Jahren das Pleistozän begann, die Periode der
Eiszeiten.“
Ultraspurenanalyse
Typischerweise kommt
Mangan auf der Erde als Mangan-55 vor. Mangan-53 dagegen stammt
normalerweise aus kosmischem Staub, wie er im Sonnensystem
beispielsweise im Asteroidengürtel vorkommt. Kontinuierlich schlägt sich
dieser Staub auf der Erde nieder; nur selten sehen wir ein größeres
Staubkorn als Meteoriten leuchten.
In Mangankrusten und
Sedimentproben vom Meeresboden, wird die Verteilung der Elemente Jahr
für Jahr durch neue Schichten vor Veränderungen bewahrt. Mit Hilfe der
Beschleuniger-Massenspektrometrie gelang es dem Autorenteam nun, in
Schichten, die sich vor etwa zweieinhalb Millionen Jahren abgelagert
haben, neben dem Eisen-60 als auch einen Anstieg des Mangan-53 zu
detektieren.
„Das ist detektivische Ultraspurenanalyse“, sagt
Korschinek. „Es handelt sich hier nur noch um wenige Atome. Aber die
Beschleuniger-Massenspektrometrie ist so empfindlich, dass wir aus
unseren Messungen sogar berechnen können, dass der explodierte Stern
etwa 11 bis 25 mal so groß wie die Sonne gewesen sein muss.“
Auch
die Halbwertszeit von Mangan-53 ließ sich durch Vergleich mit anderen
Nukliden und dem Alter der Proben bestimmen. Sie liegt bei 3,7 Millionen
Jahren. Dazu gab es weltweit bisher nur eine einzige Messung.
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.tum.de/nc/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/details/36197/
Quelle: Technische Universität München (09/2020)
Publikation: G. Korschinek, T. Faestermann, M. Poutivtsev, A. Arazi, K. Knie, G. Rugel, and A. Wallner Supernova-Produced 53Mn on Earth Physical Review Letters, 125, 031101, July 17, 2020 – DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.031101 |