Астрономія
Астрономія

Ізотопи з морських відкладень вказали на два вибухи наднових за 10 мільйонів років

Аналіз зразків тихоокеанської кори виявив два потоки ізотопів заліза-60 на Землю за останні 10 мільйонів років, що супроводжувалися меншою кількістю плутонію-244. Автори статті у журналі Science пов’язують їх із вибухами наднових неподалік.

NASA, ESA, NRAO, AUI, NSF, G. Dubner, University of Buenos Aires / Science

NASA, ESA, NRAO, AUI, NSF, G. Dubner, University of Buenos Aires / Science

У яких процесах утворюються важкі елементи?

Усі природні нукліди, які важчі заліза, утворюються в зоряних середовищах під час ядерних реакцій, що включають послідовні захоплення нейтронів. Приблизно половина цих нуклідів синтезується повільно як побічний продукт зоряного нуклеосинтезу, однак інша частина ядер важких елементів формується під час дуже коротких та інтенсивних потоків нейтронів у швидкому r-процесі. Очікується, що це відбувається під час спалахування певних типів наднових або злиття нейтронних зірок. Радіоактивні ізотопи завдяки своєму розпаду можуть надати додаткову інформацію про час таких подій. Ці радіонукліди повинні подорожувати у міжзоряному середовищі та можуть відкладатися на Землі.

Сонячна система розташована всередині великої структури, що називається Місцевою бульбашкою. Вона була сформована вибухами наднових протягом останніх 12 мільйонів років. Частинки пилу з міжзоряного середовища, що проходять крізь Сонячну систему, містять продукти таких подій.

Місцева бульбашка. NASA / Wikimedia Commons

Місцева бульбашка. NASA / Wikimedia Commons

Що аналізували дослідники?

Період напіврозпаду ізотопу залізо-60 становить 2,6 мільйонів років. Первинна кількість цих радіонуклідів, що потрапила на Землю, розпалася за 4,6 мільярди років, що пройшли від формування Сонячної системи. Однак ці ізотопи можуть формуватися у масивних зірках та викидатися під час вибухів наднових. При таких вибухах також виробляються інші радіонукліди, зокрема плутоній-244. Його період напіврозпаду набагато більший за залізо-60 та становить 80,6 мільйонів років. Таким чином, цей елемент може утворюватися під час старіших подій, що не обмежуються утворенням Місцевої бульбашки. У новому дослідженні науковці шукали ці ізотопи, включені у зразки тихоокеанської кори. Вони були зібрані на глибині 1500 метрів нижче рівня моря та охоплюють останні 10 мільйонів років. Радіонукліди у зразках фіксували за допомогою мас-спектрометрії з прискорювачем.

Про що вони дізналися?

Дослідники виявили 435 атомів заліза-60 у 24 зразках. Вони побачили, що пік цих сигналів відповідає двом максимальним потокам ізотопів 2,5 і 6,3 мільйонів років тому. Також науковці зафіксували 181 атом плутонію-244. Команда припускає, що це вказує на кілька вибухів наднових неподалік за останні 10 мільйонів років. Земля потрапила під вплив їхніх викидів, або, згідно з іншим сценарієм, Сонячна система могла пройти крізь хмари пилу, збагачені радіонуклідами від таких подій. За підрахунками вчених, потік радіонуклідів 2,5 і 6,3 мільйонів років тому сумісний з двома-чотирма подіями наднових на відстані від 50 до 100 парсек.