Eine erdnahe Supernova hätte dagegen verheerende Auswirkungen für unseren Planeten. Sie kann die Biosphäre der Erde verändern und ein Massensterben verursachen. "Betrachtet man den Zeitraum seit Bildung des Sonnensystems, der sich über Milliarden Jahre erstreckt, können sehr nahe kosmische Explosionen nicht ausgeschlossen werden", betont Wallner.
Die Suche nach den Isotopen Fe-60 und Pu-244
Bei einer Supernova werden auch radioaktive Atome frisch gebildet. Für die Forscher aus Dresden und Urbana sind primär das radioaktive Eisen-Isotop Fe-60 und das Plutonium-Isotop Pu-24 interessant.
Nach etwa 2,6 Millionen Jahren haben sich etwa die Hälfte aller Fe-60-Atome in ein stabiles Nickel-Isotop verwandelt. "Fe-60 ist auf der Erde extrem selten, da es auf natürliche Weise nicht signifikant produziert wird. Es wird aber in großen Mengen direkt vor einer Supernova-Explosion erzeugt", erklärt Wallner.
Alles Fe-60, das vor etwa 4,5 Milliarden Jahren bei der Entstehung der Erde vorhanden war, ist längst verschwunden. Wenn heute ein Sediment dieses Isotops in der Tiefsee oder im Oberflächenmaterial des Mondes auftaucht, stammt es vermutlich von einer Supernova, die "erst vor einigen Millionen Jahren in der Nähe der Erde stattgefunden haben sollte".
Ähnlich verhält es sich mit Pu-244. Nach 80 Millionen Jahren hat sich ungefähr die Hälfte dieses Isotops in andere Elemente verwandelt. Es entsteht vermutlich eher beim Zusammenstoß von Neutronensternen und nicht bei Supernovae. "Plutonium-244 benötigt ebenfalls explosive Ereignisse und entsteht laut Theorie ähnlich wie die seit jeher natürlich auf der Erde vorkommenden Elemente Gold oder Platin, die nun aus stabilen Atomen bestehen", erörtert der Wissenschaftler.
Per Staubkorn durch die Galaxis
Bei kosmischen Explosionen in zehn bis 150 Parsec Entfernung schützt unser Sonnensystem das Eindringen von radioaktiven Isotopen auf der Erde – laut gängigen Theorien hauptsächlich der Sonnenwind und das Magnetfeld der Heliosphäre.
Da sich die Isotope gerne in Staubkörnern ansammeln, können Fe-60- und Pu-244-Atome dennoch auf der Erde gelangen. Aber nur äußerst wenige Atome erreichen in einem Jahr die Erdoberfläche. Zudem erfassen selbst die empfindlichsten Instrumente nur etwa jedes 5000. Teilchen. Gerade einmal etwa tausend Fe-60-Atome wurden in den vergangenen 20 Jahren gemessen. Bei Pu-244 sind es noch weniger.
Da Fe-60-Atome in den meisten Proben mit anderem Material vermischt sind, durchlaufen die Proben eine sehr aufwendige chemische Aufbereitung. Diese geringe Konzentration kann dennoch nur von Beschleuniger-Massenspektrometrie-Anlagen erfasst werden. Mit Dreams (Dresden Accelerator Mass Spectrometry facility) befindet sich bereits einer dieser Anlagen am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Hamster soll die nächste Anlage dieser Art sein.
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