2013.05.14. - Megvan az első biológiai bizonyíték egy közeli szupernóva-robbanásra?

Vaskedvelő baktériumoknak óceáni üledékből begyűjtött fosszíliáiban a müncheni műszaki egyetem kutatói olyan vasizotópot mutattak ki, melynek léte egy 2,2 millió éve a közelünkben robbant szupernóva hatásának tulajdonítható.

A müncheni műszaki egyetem (Technische Universität München, TUM) kutatói a vas 60-as tömegszámú radioaktív izotópját azonosították a Csendes-óceán fenekét borító üledékből származó fúrási mintákban, vaskedvelő baktériumok fosszíliáiban. Shawn Bishop és kollégái az izotóp előfordulását egy, a Naprendszer közelében 2,2 millió évvel ezelőtt felrobbant szupernóva hatásának tulajdonítják. Így ez az első biológiai bizonyíték arra, hogy a szomszédságunkban valóban történt ilyen kataklizma a múltban, mégpedig éppen akkor, amikor az emberi faj elkezdte fejlődését.

A kémiai elemek többsége nagytömegű csillagok pályafutásának végén keletkezik, amikor azok magja összeroskad, a csillag külső rétegei pedig lerobbannak róla, nehéz elemekkel szennyezve be a kozmikus környezetet. A 60-as tömegszámú vasizotóp majdnem kizárólag ilyen szupernóva-robbanások során keletkezik. Mivel felezési ideje 2,62 millió év - ami a Naprendszer korához képest elenyésző -, ezért a Földön már nem lehet jelen olyan radioaktív vas, ami bolygónk anyagába annak kialakulásakor épült be. A 60-as tömegszámú izotóp felfedezése így azt jelzi, hogy valamikor a (csillagászati) közelmúltban kellett egy szupernóva-robbanásnak történnie a közelünkben, amelyből az származhat. A Földön elsőként egyébként 2004-ben azonosították, mégpedig az egyenlítői Csendes-óceán alatti kéregből felhozott fúrásmintákban. Az akkori elemzés szerint a minta geológiai kora 2,2 millió év körüli.

11 ezer fényévre lévő szupernóva-maradvány a Cassiopeia csillagképben. A maradványt létrehozó robbanás fénye 330 évvel ezelőtt ért el hozzánk.
[Röntgen - NASA/CXC/SAO; optikai - NASA/STScI; infravörös - NASA/JPL-Caltech/Steward/O. Krause et al.]

Az ún. magnetotaktikus baktériumok a földi óceánok üledékében, a víz-üledék határhoz közel élnek. A sejtjeikben körülbelül 80 nm méretű magnetit (Fe₃O₄) kristályok százai találhatók. A vas az óceánba hulló légköri porból kerül a baktériumokba, ezért Bishop úgy véli, hogy a 60-as vasizotópnak a szupernóva-robbanás és a bolygónk kölcsönhatása következtében kellett a baktériumok magnetit kristályaiba beépülni. Ezeket, a gazdabaktériumok elpusztulása után hosszú idővel az üledékben azonosított kristályokat "magnetofosszíliáknak" is hívják.

Bishop és munkatársai az Ocean Drilling Program keretében a Csendes-óceánból felhozott üledékminta 1,7 és 3,3 millió év közötti részeit vizsgálták. A mintákból - melyek kora közötti intervallum nagyjából 100 ezer év volt - kémiai eljárással kimosták a magnetofosszíliákat, remélve, hogy azonosíthatják bennük a 60-as vasizotópot. A München melletti Garchingban működő Maier Leibnitz Laboratory ultraérzékeny tömegspektrométerével sikerült is kimutatni azt, hogy a kérdéses izotóp aránya a 2,2 millió év körüli részben egyértelműen jóval nagyobb, mint a többiben, ez a kor pedig megegyezik a korábbi vizsgálatok által jelzettel. Bishop szerint ez alapján reális feltételezés, hogy az izotóp megnövekedett aránya ezekben a mintákban a szupernóva-robbanás hatásának köszönhető. Csoportjával most azon dolgozik, hogy egy tízszer több anyagot tartalmazó fúrómagban is kimutassák a 60-as vasizotóp jelenlétét. Ha ez sikerül, akkor az izotóparány időbeli változása is pontosabban feltérképezhető lenne.

Az eredményeket részletező előadás az American Physical Society 2013 áprilisi, Denverben megrendezett konferenciáján hangzott el.

Forrás:

• ScienceDaily 2013.05.08.