RW Space

Распыление радиоактивных атомов плутония, спрятанных на дне океана, может быть связано с космическим катаклизмом, произошедшим более 100 миллионов лет назад.

Более того, эта звездная пыль, похоже, все еще падает на наш мир сегодня – остатки древнего события, которым могло быть столкновение двух нейтронных звезд.

Такие столкновения вызывают яркие взрывы, известные как килоновые звезды, которые создают некоторые из самые тяжелые и ценные элементы Вселенной.

Это не первый раз, когда ученые используют килонову для объяснения странных элементов, обнаруженных на морском дне.

Но новые открытия, проведенные физиком Домиником Коллом из Центра им. Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе в Германии, могут помочь точно определить, когда произошло это событие, проливая свет на меняющиеся галактические моря, через которые проплыл наш планетарный космический корабль. эонов.

«Наши результаты показывают, что плутоний возник в результате очень редких космических взрывов, таких как те, которые могли произойти во время слияния двух нейтронных звезд или в чрезвычайно энергичных сверхновых», — говорит физик Антон Вальнер из Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе.

«С тех пор он распространился по межзвездной среде».

Плутоний — один из самых тяжелых элементов, встречающихся в природе во Вселенной, и считается, что радиоизотоп, имеющий отношение к этому новому исследованию, — плутоний-244 — образуется только в редких космических событиях, способных наводнить атомы нейтронами.

Во время этого быстрого процесса В процессе захвата нейтронов, или r-процессе, атомные ядра быстро поглощают нейтроны и становятся тяжелее, образуя некоторые из самых тяжелых элементов во Вселенной. Одним из основных потенциальных мест является килоновая звезда, взрыв, возникающий при столкновении двух нейтронных звезд.

Таким образом, предполагается, что любой природный плутоний-244, обнаруженный сегодня на Земле, имеет космическое происхождение.

Жало в хвосте заключается в том, что период полураспада плутония-244 составляет всего лишь около 81 миллиона лет. Следовательно, любой первичный плутоний, включенный в состав Земли при формировании Солнечной системы, должен был давно распасться.

Одним из таких мест является железомарганцевая кора, обнаруженная в некоторых частях дна океана. Она растет медленно, миллиметр за миллиметром, накапливаясь в течение миллионов лет, сохраняя снимок окружающей среды с каждым слоем.

По сути, это запись твердых частиц, осевших на морское дно. ученые используют его, чтобы рассказать нам о космической среде вокруг нашей планеты.

Ранее астрономы интерпретировали присутствие плутония-244 в участке железомарганцевой коры как признак взрыва r-процесса, произошедшего около 3,5 миллионов лет назад.

Они пришли к этой временной шкале, оценив, насколько далеко мог произойти взрыв и сколько времени потребовалось бы выбросу, чтобы достичь Земли, основываясь на том, сколько плутония они нашли в коры.

Колл и его коллеги использовали другой подход.

Вместо того, чтобы работать в обратном направлении от количества плутония-244, они искали признаки другого радиоактивного изотопа, который должен образовываться вместе с плутонием при взрывах r-процесса – кюрия-247, период полураспада которого составляет 16 миллионов лет.

Используя кусок железомарганцевой коры, извлеченный с глубины 4830 метров (15 850 футов) под Тихий океан в 1976 году, исследователи провели исследование в поисках плутония-244, кюрия-247 и радиоизотоп железа, железо-60, которое также имеет космогенное происхождение.

Железо-60 имеет период полураспада всего 2,6 миллиона лет. Его присутствие в предыдущих образцах было интерпретировано как свидетельство остатков более поздних событий сверхновых, а именно двух сверхновых, которые, по оценкам, произошли примерно 2,5 и 7 миллионов лет назад соответственно.

«Железо-60 является явным отпечатком обычных сверхновых, поэтому мы искали обе. железо-60 и плутоний-244 и сравнили их следы», — объясняет Колл.

Если бы плутоний-244 был произведен относительно недавно, следы кюрия-247 все еще должны были присутствовать в коре.

Но они не нашли убедительных доказательств этого.

Это говорит о том, что плутоний-244 не был произведен в тех же сверхновых, которые произвели железо-60.

Вместо этого плутоний, по-видимому, возник в результате гораздо более древнего события r-процесса, осколки которого уже давно рассеялись. Образовавшийся рядом с ним кюрий-247 распался бы, тогда как некоторое количество плутония-244 осталось, потому что он распадается гораздо медленнее.

«Отсутствие радиоизотопа кюрия кюрия-247, который также образовался в результате взрыва, говорит нам, что это произошло очень давно», — говорит физик Майкл Хочкис из Австралийской организации по ядерной науке и технологиям

«Но не более 1 миллиарда лет. назад – иначе плутоний-244 также нельзя было бы обнаружить».

Хотя мы не можем знать, какой именно взрыв произвел плутоний-244, исследователи полагают, что он, скорее всего, произошел в результате древнего редкого события r-процесса, среди главных кандидатов которого была килоновая, и что он произошел более 100 миллионов лет назад.

И Земля сейчас движется обломки, которые он оставил после себя.

По теме: Звездная пыль, захваченная антарктическим льдом, раскрывает путешествие Земли через космос

В момент взрыва, вероятно, взрыв находился не очень близко к Земле.

Но такие следы дают ученым возможность понять историю взрывов Млечного Пути и путешествие Солнечной системы по космосу.

Это также может помочь нам понять немного больше о История Земли – откуда взялись тяжелые металлы и какую роль прошлые взрывы могли сыграть в эволюции нашей планеты.

«Повлияло ли это событие на жизнь на Земле?», — говорит Хочкис.

«Это открытый вопрос, который предстоит изучить в ходе дальнейших исследований».

Результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy.