- 26,761
- 46
- 8 Ноя 2022
Учёные нашли на полюсе железо-60. Что такого? На нашей планете его быть не должно.
Земля движется через разреженное облако межзвёздного вещества, и в антарктическом льду нашли след этого путешествия. В слоях возрастом от 40 тысяч до 80 тысяч лет учёные обнаружили железо-60 - редкий радиоактивный изотоп, который рождается в массивных звёздах и попадает в космос после взрыва сверхновой.
Исследование провела международная группа под руководством специалистов Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе. Полученные данные поддерживают идею, что Солнечная система сейчас проходит через местное межзвёздное облако, а внутри этого облака сохраняется вещество от древнего звёздного взрыва.
Железо-60 почти не образуется на Земле. Оно возникает глубоко внутри массивных звёзд, а после взрыва разлетается по межзвёздной среде. Раньше этот изотоп находили в геологических образцах возрастом в миллионы лет. Такие следы связывали с близкими сверхновыми, которые когда-то принесли к Земле звёздную пыль.
Несколько лет назад железо-60 нашли уже в сравнительно молодом антарктическом снеге. Эта находка поставила новый вопрос: откуда взялся изотоп, если рядом с Землёй в недавнем прошлом не происходило известных взрывов сверхновых. Исследователи предположили, что источник находится не в отдельном свежем событии, а в местном межзвёздном облаке, через которое сейчас проходит Солнечная система. Такое облако могло хранить железо-60 долгое время.
Для проверки этой версии обратились к более старым природным архивам. Ранее они изучали глубоководные отложения возрастом до 30 тысяч лет и тоже находили железо-60, но этих данных не хватало, чтобы исключить другие объяснения. Новая работа добавила более древний материал: антарктический лёд, сформировавшийся от 40 тысяч до 80 тысяч лет назад.
Лёд предоставил Институт полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в рамках европейского проекта EPICA. Период выбрали не случайно: по современным оценкам, Солнечная система вошла в местное межзвёздное облако несколько десятков тысяч лет назад. Сейчас она находится ближе к внешнему краю облака и, вероятно, покинет его в ближайшие несколько тысяч лет.
Сравнение данных из древнего льда, молодого снега и глубоководных отложений показало, что поток железа-60 менялся. Между 40 тысячами и 80 тысячами лет назад на Землю попадало меньше этого изотопа, чем сегодня. Причин может быть две: либо раньше Солнечная система проходила через участок с меньшим содержанием железа-60, либо само облако имеет неоднородную структуру с более плотными и более разреженными областями.
Изменение сигнала за десятки тысяч лет важно для оценки источника. След от старых сверхновых, рассеянный по космосу после взрывов, должен был бы слабеть на протяжении миллионов лет. Здесь картина меняется быстрее. Поэтому данные лучше согласуются с вариантом, где Земля собирает радиоактивную пыль из окружающего межзвёздного облака.
Измерение потребовало большой подготовки. Около 300 кг антарктического льда доставили из Бремерхафена в Дрезден и обработали химически. После всех этапов от исходного материала остались несколько сотен миллиграммов пыли. Из этой пыли нужно было выделить железо-60 и не потерять следы изотопа по дороге.
На этапе подготовки команда использовала лабораторию ускорительной масс-спектрометрии DREAMS в Дрездене. Образцы проверяли по двум другим радиоактивным изотопам - бериллию-10 и алюминию-26. Их обычное содержание в антарктическом льду хорошо известно, поэтому они помогли проконтролировать обработку и убедиться, что железо-60 не потерялось при подготовке проб.
Финальные измерения прошли на установке HIAF в Австралийском национальном университете. По данным исследователей, сейчас только этот комплекс способен находить настолько малые количества железа-60. Электрические и магнитные фильтры разделяли атомы по массе, пока из образца примерно с 10 трлн атомов не оставались считаные атомы нужного изотопа.
Следующий шаг - проверить ещё более древний лёд , который сформировался до входа Солнечной системы в местное межзвёздное облако. Для этого может пригодиться проект Beyond EPICA - Oldest Ice, нацеленный на получение более старых ледяных кернов. Если в ранних слоях железа-60 окажется меньше или изотоп почти исчезнет, связь между облаком и древней сверхновой получит дополнительное подтверждение.
Земля движется через разреженное облако межзвёздного вещества, и в антарктическом льду нашли след этого путешествия. В слоях возрастом от 40 тысяч до 80 тысяч лет учёные обнаружили железо-60 - редкий радиоактивный изотоп, который рождается в массивных звёздах и попадает в космос после взрыва сверхновой.
Исследование провела международная группа под руководством специалистов Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе. Полученные данные поддерживают идею, что Солнечная система сейчас проходит через местное межзвёздное облако, а внутри этого облака сохраняется вещество от древнего звёздного взрыва.
Железо-60 почти не образуется на Земле. Оно возникает глубоко внутри массивных звёзд, а после взрыва разлетается по межзвёздной среде. Раньше этот изотоп находили в геологических образцах возрастом в миллионы лет. Такие следы связывали с близкими сверхновыми, которые когда-то принесли к Земле звёздную пыль.
Несколько лет назад железо-60 нашли уже в сравнительно молодом антарктическом снеге. Эта находка поставила новый вопрос: откуда взялся изотоп, если рядом с Землёй в недавнем прошлом не происходило известных взрывов сверхновых. Исследователи предположили, что источник находится не в отдельном свежем событии, а в местном межзвёздном облаке, через которое сейчас проходит Солнечная система. Такое облако могло хранить железо-60 долгое время.
Для проверки этой версии обратились к более старым природным архивам. Ранее они изучали глубоководные отложения возрастом до 30 тысяч лет и тоже находили железо-60, но этих данных не хватало, чтобы исключить другие объяснения. Новая работа добавила более древний материал: антарктический лёд, сформировавшийся от 40 тысяч до 80 тысяч лет назад.
Лёд предоставил Институт полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в рамках европейского проекта EPICA. Период выбрали не случайно: по современным оценкам, Солнечная система вошла в местное межзвёздное облако несколько десятков тысяч лет назад. Сейчас она находится ближе к внешнему краю облака и, вероятно, покинет его в ближайшие несколько тысяч лет.
Сравнение данных из древнего льда, молодого снега и глубоководных отложений показало, что поток железа-60 менялся. Между 40 тысячами и 80 тысячами лет назад на Землю попадало меньше этого изотопа, чем сегодня. Причин может быть две: либо раньше Солнечная система проходила через участок с меньшим содержанием железа-60, либо само облако имеет неоднородную структуру с более плотными и более разреженными областями.
Изменение сигнала за десятки тысяч лет важно для оценки источника. След от старых сверхновых, рассеянный по космосу после взрывов, должен был бы слабеть на протяжении миллионов лет. Здесь картина меняется быстрее. Поэтому данные лучше согласуются с вариантом, где Земля собирает радиоактивную пыль из окружающего межзвёздного облака.
Измерение потребовало большой подготовки. Около 300 кг антарктического льда доставили из Бремерхафена в Дрезден и обработали химически. После всех этапов от исходного материала остались несколько сотен миллиграммов пыли. Из этой пыли нужно было выделить железо-60 и не потерять следы изотопа по дороге.
На этапе подготовки команда использовала лабораторию ускорительной масс-спектрометрии DREAMS в Дрездене. Образцы проверяли по двум другим радиоактивным изотопам - бериллию-10 и алюминию-26. Их обычное содержание в антарктическом льду хорошо известно, поэтому они помогли проконтролировать обработку и убедиться, что железо-60 не потерялось при подготовке проб.
Финальные измерения прошли на установке HIAF в Австралийском национальном университете. По данным исследователей, сейчас только этот комплекс способен находить настолько малые количества железа-60. Электрические и магнитные фильтры разделяли атомы по массе, пока из образца примерно с 10 трлн атомов не оставались считаные атомы нужного изотопа.
Следующий шаг - проверить ещё более древний лёд , который сформировался до входа Солнечной системы в местное межзвёздное облако. Для этого может пригодиться проект Beyond EPICA - Oldest Ice, нацеленный на получение более старых ледяных кернов. Если в ранних слоях железа-60 окажется меньше или изотоп почти исчезнет, связь между облаком и древней сверхновой получит дополнительное подтверждение.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
