Zum ersten Mal haben Forscher in einem Meteoriten Partikel aus der Supernova entdeckt, die vor 4,5 Milliarden Jahren die Geburt unseres Sonnensystems einleitete. Die nur 100 Nanometer kleinen, mit dem Isotop Chrom-54 angereicherten Teilchen zeigen, dass die gewaltige Sternenexplosion damals die Urwolke mit einem Partikelregen durchsiebt haben muss. Der jetzt im Astrophysical Journal“ veröffentlichte Fund bieten zudem die erste Chance, in naher Zukunft auch den Typ der damaligen Supernova zu bestimmen.
Unser Sonnensystem entstand, als vor rund 4,5 Milliarden Jahren eine gewaltige Gas- und Staubscheibe kollabierte und sich als Folge die Materie zur Sonne und den Planeten kondensierte. Schon seit einigen Jahrzehnten vermuten Astronomen, dass eine Supernova in der Nähe der Staubscheibe der entscheidende Auslöser für den Kollaps gewesen sein könnte. Indizien dafür waren winzigste Spuren von Aluminium-26- und Eisen-60- Isotopen in Meteoriten, die auf Explosion eines massereichen Sterns hinweisen könnten.
Typ der Supernova unklar
Doch die Belege reichten bisher nicht aus, um den genauen Typ der Supernova zu bestimmen – und auch nicht, wie stark der Einfluss der Sternenexplosion damals auf die „Ursuppe“ des Sonnensystems war. So ging man bisher davon aus, dass alle Elemente und Isotope relativ homogen über die Staubscheibe verteilt waren, da man niemals Teilchen nachgewiesen hatte, die direkt aus der Supernova-Explosion stammen könnten. Doch ein amerikanisch-französisches Forscherteam hat diese Vorstellung jetzt verändert und ein neues Licht auf die Geburtsstunde unseres Planetensystems geworfen.
Suche nach Supernova-Partikeln in Meteoriten
Nicolas Dauphas, Astrochemiker der Universität von Chicago und seine Kollegen analysierten für ihre Studie Partikel aus zwei kohlenstoffhaltigen Gesteinsmeteoriten, dem 1894 in Frankreich eingeschlagenen Orgueil-Meteoriten und dem 1969 über Australien niedergegangenen Murchisonmeteoriten. Mit Hilfe einer Ionenstrahl-Anlage am California Institute of Technology durchsuchten die Forscher drei Wochen lang winzige Proben der Himmelskörper nach Nanopartikeln, die mit dem „Supernova-Isotop“ Chrom-54 angereichert waren.
Denn bisher waren zwar erhöhte Konzentrationen dieses Isotops in anderen Meteoriten gemessen, niemals jedoch definierte Träger des Isotops in Form von Körnchen oder sonstigen Partikeln nachgewiesen worden. Nach der Durchmusterung von 1.500 mikroskopisch kleinen Partikeln dann endlich der erste Erfolg: Die Wissenschaftler entdeckten ein weniger als 100 Nanometer kleines Teilchen, das vor Chrom-54 nur so strotzte. Wenig später folgten weitere.
Teilchenregen aus Sternenexplosion
Dieser Fund deutet nach Ansicht der Forscher darauf hin, dass eine Supernova eine große Menge von sehr feinen Partikeln in die Gas- und Staubscheibe geschleudert haben muss, aus der vor 4,5 Milliarden Jahren dann das Sonnensystem entstand. „Es ist wahrscheinlich, dass mindestens ein massereicher Stern Material zum Sonnensystem oder zu dem, was später das Sonnensystem wurde, beigetragen hat“, kommentiert Bradley Meyer von der Clemson Universität.
Erste Chance auf Bestimmung des Supernova-Typs
Doch die Partikel sind noch in anderer Hinsicht ein wichtiger Durchbruch: Sie eröffnen erstmals die Chance herauszufinden, ob die Supernova damals dem Typ II oder aber vielleicht doch dem Typ Ia angehörte. Bei letzterem explodiert kein einzeln stehender massereicher Stern, sondern ein kleiner, aber sehr dichter Weißer Zwerg aus einem Doppelsternsystem.
„Der Test wird die Messung von Calcium-48 sein”, erklärt Dauphas. „Es entsteht in großen Mengen in Typ-Ia-Supernovae, aber für Typ II ist seine Produktion sehr schwer.“ Wenn sich die neu entdeckten Partikel in den nun folgenden Untersuchungen als mit Calcium-48 angereichert erweisen sollten, dann wäre dies der erste eindeutige Beleg dafür, dass nicht ein massereicher Stern, sondern ein explodierender Weißer Zwerg der Geburtshelfer unseres Planetensystems war.
(University of Chicago, 15.09.2010 – NPO)
