De sneeuw bevat de zeldzame isotoop ijzer-60 die ontstaat bij enorme stellaire explosies.

Elk jaar dwarrelt er kosmisch stof op aarde neer. De hoeveelheden kunnen variëren van enkele duizenden tot wel tienduizend ton. Het meeste hiervan bestaat uit hele kleine deeltjes afkomstig van planetoïden of kometen in ons zonnestelsel. Maar nu zijn onderzoekers op iets heel bijzonders gestuit. De sneeuw op Antarctica blijkt namelijk de zeldzame sterrenstof ijzer-60 te bevatten die mogelijk uit de interstellaire buurt afkomstig is. De bevindingen zijn gepubliceerd in Physical Review Letters.

Meer over ijzer-60
IJzer-60 is een onstabiele radioactieve isotoop van ijzer, een overgangsmetaal. Deze isotoop komt niet van nature op aarde voor en ontstaat uitsluitend als gevolg van supernova-explosies of door reacties van kosmische straling met kosmisch stof. Vervolgens bereikt maar een hele kleine hoeveelheid de aarde.

Diepzee
Het is niet voor het eerst dat wetenschappers de zeldzame isotoop op aarde aantreffen. Zo’n twintig jaar geleden vond een onderzoeksteam ijzer-60 in afzettingen afkomstig uit de diepzee. Het zette onderzoeker Gunther Korschinek, destijds deel van het onderzoeksteam, aan het denken. Want zouden er ook sporen van stellaire explosies terug te vinden kunnen zijn in pure, onaangeroerde Antarctische sneeuw?


Sneeuw
Om deze hypothese te verifiëren reisde een nieuw team af naar Antarctica en verzamelde zo’n 500 kilogram sneeuw, dat vervolgens naar München werd getransporteerd. Daar werd de sneeuw gesmolten en het smeltwater van de vaste componenten gescheiden. Met behulp van verschillende chemische methoden vonden de onderzoekers uiteindelijk vijf ijzer-60-atomen. “Door onze analyses konden we uitsluiten dat de ijzer-60 afkomstig was van kosmische straling, kernproeven of reactorongevallen,” vertelt onderzoeker Dominik Koll. “Omdat de radioactieve isotoop niet van nature op aarde voorkomt, wisten we dat de ijzer-60 afkomstig moest zijn van een supernova.”

Wanneer
Hoewel dit al een ontdekking op zich is, kon het onderzoeksteam ook nog eens relatief nauwkeurig bepalen wanneer de ijzer-60 op aarde is afgezet. Zo was de geanalyseerde sneeuwlaag niet ouder dan 20 jaar. Bovendien konden de onderzoekers uitsluiten dat de isotoop van een hele verre stellaire explosie afkomstig is, omdat de deeltjes in dat geval tijdens hun reis door de barre omstandigheden in de ruimte zouden zijn verzwolgen. Koll gaat er daarom vanuit dat de gevonden isotoop afkomstig is uit de interstellaire buurt, bijvoorbeeld uit de gaswolk waarin ons zonnestelsel zich momenteel bevindt.

“Ons zonnestelsel is ongeveer 40.000 jaar geleden deze wolk binnengegaan en zal deze binnen een paar duizend jaar weer verlaten,” legt Korschinek uit. “Als onze hypothese correct is, zou materiaal uit ijskernen ouder dan 40.000 jaar geen ijzer-60 bevatten.” Vervolgonderzoek kan eigenlijk niet uit blijven. “We zouden hiermee de overgang van het zonnestelsel naar de gaswolk kunnen verifiëren,” gaat Korschinek verder. “En dat zou een baanbrekende ontdekking zijn.”