Dienstag, 5. Juni 2012

Wissenschaftler rätseln: Baumringe offenbaren mysteriöses Strahlungsereignis vor 1.200 Jahren


Archiv: Hubble-Aufnahme des Krebsnebels. | Copyright: NASA/ESA 

Nagoya (Japan) - In den Jahresringen alter Bäume in der nördlichen Hemisphäre sind Wissenschaftler auf den Nachweis eines plötzlichen Anstiegs des radioaktiven Isotops des Kohlenstoffatoms (C-14) vor rund 1.200 Jahren gestoßen. Für gewöhnlich können gewaltige kosmische Ereignisse einen solchen Anstieg erklären. Im vorliegenden Fall gibt es jedoch bislang keinerlei Hinweise auf eine Supernova oder auffallend starke Sonneneruptionen.

"Vor rund 1.200 Jahren muss unser Planet von einem Ausbruch extrem intensiver hochenergetischer Strahlung getroffen worden sein. Dies belegen die Jahresringe der untersuchten Bäume. Die Quelle dieser Strahlung ist jedoch gänzlich unbekannt", so die Forscher in ihrer aktuell im Fachmagazin "Nature" veröffentlichten Studie.

Da sich der nachweisbare Anstieg von C-14 doch in den Jahresringen der Wachstumsperiode anno 775 in der nördlichen Hemisphäre findet, muss es zu dem Ereignis zwischen den Jahren 774 und 775 gekommen sein.

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Der Anstieg des C-14-Anteils ist derart hoch, dass die Forscher unter Fusa Miyake von der japanischen Nagoya University schlussfolgern, dass der Anteil von C-14-Isotpen in der Erdatmosphäre plötzlich innerhalb nur einen Jahres um 1,2 Prozent angestiegen war. Dies entspricht etwa dem Zwanzigfachen der damaligen Durchschnittswerte. Internationale Kollegen wie etwa Daniel Bake vom Laboratory for Atmospheric and Space Physics and der University of Colorado stimmen mit Miyake überein: "775 muss es zu einem sehr energiereiche Ereignis gekommen sein."

Das Isotop C-14 entsteht, wenn hochenergetische Strahlung aus dem All auf Atome in der oberen Atmosphäre trifft und dort Neutronen erzeugt. Diese stoßen dann mit dem Stickstoff-Isotop N-14 zusammen, das dann zu C-14 zerfällt. Der Umstand, dass dies aufgrund der kosmischen Hintergrundstrahlung fortwährend geschieht, sorgt für eine fortwährende Quelle an C-14, wie sie zur Altersbestimmung mittels der Radiokarbondatierung genutzt werden kann.

Die bislang einzigen bekannten Ereignisse, die zu einem vergleichbaren C-14-Anstieg führen können, sind entweder eine regelrechte Flut von Gammastrahlen durch eine Sternenexplosion, einer sogenannten Supernova, oder erdgerichtete Protonenströme in Folge massiver Sonneneruptionen.

Beide Ereignisse, so zitiert "Nature.com" den japanischen Wissenschaftler, seien jedoch als Erklärung eher unwahrscheinlich, da diese groß genug gewesen sein müssten, um sich auch in anderer Form abgezeichnet zu haben oder von Zeitzeugen beobachtet und beschrieben worden zu sein.

Eine für den Anstieg verantwortliche Supernova müsste beispielsweise hell genug gewesen sein, um selbst am Tageshimmel einen "neuen Stern" entstehen zu lassen. Ähnliche Ereignisse wurden denn auch in den Jahren 1006 (die heutige Radioquelle PKS 1459-41) und 1054 (der heutige Krebsnebel, M 1, s. Abb.) ausführlich beschrieben.

Selbst wenn sich die Supernova weit im südlichen Himmel ereignet hätte, so dass die bekannten zeitgenössischen Astronomen - etwa im alten China - sie nicht hätten sehen können, so sollten die Überbleibsel dieser Sternenexplosion noch heute von Radioastronomen als besonders helle Quelle nachgewiesen werden können.

Eine den Anstieg der C-14-Level erklärende Sonneneruption müsste zudem eine derart gewaltige Menge an hochenergetischer Protonen entfacht haben, wie sie die meisten der bislang stärksten je gemessenen Sonnenausbrüche übertroffen hätte. "Entsprechend", so erläutert Miyake weiter, "wären Aufzeichnungen über besonders helle Polarlichter durch Zeitzeugen zu erwarten". Zudem hätte ein solches Ereignis wahrscheinlich auch die Ozonschicht zerstört, was verheerende ökologische Konsequenzen gehabt hätte, die heuet noch bekannt und nachweisbar wären.

Baker, so führt der Nature.com-Bericht weiter aus, will eine Sonneneruption jedoch noch nicht ganz ausschließen. "Sonneneruptionen, sogenannte Flares, gehen manchmal mit einem koronalen Masseauswurf (coronal mass ejection, CME) einher, bei dem gewaltige Mengen an magnetisch geladenem Plasma aus der Sonnenatmosphäre ausbricht und einen Strom geladener Partikeln ins All und in Richtung Erde schicken kann. Es wäre, so Baker, vorstellbar, dass bei einem solchen CME die Begleitumstände eine ungewöhnliche hohe Anzahl an Protonen auf extrem hohe Energien beschleunigt haben, ohne dass der Flare selbst ungewöhnlich stark gewesen sein müsste." Ob eine Sonneneruption jedoch derartige CMEs überhaupt erzeugen kann, ist bislang noch nicht bekannt, geschweige denn nachgewiesen.

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Quelle: nature.com
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