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SUPERNOVAE
Biologischer Nachweis einer Supernova
Redaktion / Pressemitteilung der Technischen Universität München
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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.

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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.

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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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siehe auch
Eisen-60: Halbwertzeit bislang deutlich unterschätzt - 27. August 2009
Supernovae: Spuren in 5.000 Metern Tiefe - 18. November 2004
Links im WWW
Technische Universität München
Exzellenzcluster "Origin and Structure of the Universe"
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