Sterexplosies in de buurt van de aarde

Sporen van radioactief ijzer in aardlagen in de oceaanbodem bewijzen dat supernova’s ontploften nabij ons zonnestelsel.

Reconstructie van de supernovaexplosie van 2,2 miljoen jaar geleden. Illustratie Michael Schulreich

De laatste tien miljoen jaar hebben in de omgeving van ons zonnestelsel diverse supernova-explosies plaatsgevonden. Dat blijkt uit de verdeling van minuscule hoeveelheden radioactief ijzer-60 in de oceanische aardkorst. Onderzoek dat donderdag in Nature verscheen, geeft niet alleen aan wanneer die explosies zich voordeden, maar ook waar de ontploffende sterren zich ten opzichte van de aarde hebben bevonden.

Volgens een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van de Oostenrijkse natuurkundige Anton Wallner, is het ijzer-60 in de oceaanbodem afkomstig van supernova-explosies op afstanden van maximaal 300 lichtjaar van de aarde. Dit volgt uit een nauwkeurige analyse van de hoeveelheid ijzer-60 die op verschillende diepten in de oceaankorst en in zogeheten mangaanknollen zijn aangetroffen.

Het meeste ijzer-60 is te vinden in aardlagen die 1,5 tot 3,2 miljoen jaar oud zijn, maar ook ongeveer 7,5 miljoen jaar geleden vertoont de afzetting van radioactief ijzer een piek. Dat betekent dat er de afgelopen tien miljoen jaar minstens twee supernova-explosies in onze kosmische achtertuin hebben plaatsgevonden. Maar de eerste piek is zo breed, dat deze waarschijnlijk door meerdere supernova’s is veroorzaakt.

Ook de resultaten van een Duits/Portugees onderzoeksteam, die in dezelfde editie van Nature staan, geven aan dat de jongste afzetting van ijzer-60 door twee of drie supernova-explosies is veroorzaakt. Verder laten hun berekeningen zien dat de ontploffende sterren ongeveer negen keer zoveel massa hebben gehad als onze zon. De ‘boosdoeners’ maakten waarschijnlijk deel uit van de zogeheten Scorpio-Centaurus-associatie, een verzameling van honderden jonge sterren die verdeeld zijn over de zuidelijke sterrenbeelden Schorpioen, Haas en Centaur.

Alleen sterren die minstens zeven keer zoveel massa hebben als onze zon komen – enkele miljoenen jaren na hun ontstaan – explosief aan hun einde. Bij zo’n ontploffing worden grote hoeveelheden stermaterie, die onder meer de radioactieve isotopen ijzer-60, aluminium-26 en beryllium-10 bevat, de ruimte in geblazen.

Wanneer een supernova-explosie maar dicht genoeg bij de aarde plaatsvindt, belanden kleine hoeveelheden van die isotopen op onze planeet. Vooral ijzer-60 wordt gezien als een goede ‘supernova-verklikker’, omdat supernova’s verreweg de belangrijkste producenten van dit isotoop zijn. Bovendien is het ijzer-60 dat de aarde bij haar ontstaan heeft meegekregen allang vervallen tot (niet-radioactief) nikkel.