Ein Stein aus der Tiefsee verrät Geheimnisse des Universums

Die Quelle muss daher deutlich älter und wesentlich seltener gewesen sein als die Sternexplosionen der vergangenen Millionen Jahre.

100 Millionen Jahre zurück

Den entscheidenden Hinweis lieferte ein dritter radioaktiver Stoff: Curium-247. Er entsteht bei denselben seltenen kosmischen Ereignissen wie Plutonium-244, verschwindet aber deutlich schneller wieder. Für Forschende ist das ein wichtiges Datierungswerkzeug.

Wäre das gesuchte Ereignis vor weniger als 100 Millionen Jahren passiert, müssten heute noch Spuren von Curium-247 in der Tiefseekruste nachweisbar sein. Doch trotz höchster Messempfindlichkeit fanden die Forschenden keine einzige Spur davon. Daraus ziehen sie einen klaren Schluss: Das letzte solche Ereignis in der Nähe unseres Sonnensystems muss mehr als 100 Millionen Jahre zurückliegen.

Möglich wurde diese Erkenntnis nur durch eine technische Meisterleistung. Ein einzelnes Plutonium-Atom versteckt sich in rund zehn Trilliarden anderer Atome. "Wir brauchen nur 100 Plutonium-Atome in der Endprobe, um eines davon im Detektor einzufangen. Diese Sensitivität ist weltweit einzigartig", sagt Michael Hotchkis, leitender Wissenschaftler der VEGA-Anlage in Sydney – der derzeit einzigen Maschine, die solche Messungen ermöglicht.

In Dresden soll künftig die neue Forschungsanlage HAMSTER ähnliche Messungen ermöglichen. "Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Plutonium aus sehr seltenen kosmischen Explosionen stammt, wie sie etwa beim Verschmelzen zweier Neutronensterne auftreten würden. Seitdem hat es sich im Weltraum verteilt", sagt Prof. Anton Wallner, Leiter der Abteilung Beschleuniger-Massenspektrometrie und Isotopenforschung am HZDR.

Die Forschenden blicken bereits auf die nächsten Untersuchungen. Mithilfe von Mondproben der NASA wollen sie die Geschichte dieser seltenen kosmischen Ereignisse künftig noch genauer rekonstruieren. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.


Originalpublikation:
D. Koll, S. Fichter, M. A. C. Hotchkis, S. T. Battisson, S. Beutner, L. K. Fifield, M. B. Froehlich, J. Lachner, S. Pavetich, G. Rugel, Z. Slavkovska, S. G. Tims, A. Wallner: The timing of the last r-process event near Earth from interstellar 60Fe, 244Pu and 247Cm deposition on Earth, Nature Astronomy, 2026.