Редкий изотоп железо-60 образуется в результате массивных звездных взрывов. Только очень небольшое количество этого изотопа достигает Земли от далеких звезд. Теперь исследовательская группа при значительном участии Мюнхенского технического университета (TUM) впервые обнаружила железо-60 в антарктическом снегу. Ученые предполагают, что изотоп железа происходит из межзвездного окружения.
Количество космической пыли, просачивающейся на Землю каждый год, колеблется от нескольких тысяч до десяти тысяч тонн. Большинство крошечных частиц исходит от астероидов или комет в нашей Солнечной системе. Однако небольшой процент приходится на далекие звезды. Естественных земных источников содержащегося в нем изотопа железа-60 нет; она возникает исключительно в результате взрывов сверхновых или в результате реакций космического излучения с космической пылью.
Антарктический снег путешествует по миру
Первое свидетельство наличия железа-60 на Земле было обнаружено в глубоководных отложениях исследовательской группой ТУМ 20 лет назад. Среди ученых в команде был доктор Гюнтер Коршинек, который выдвинул гипотезу о том, что следы звездных взрывов можно найти и в чистом, нетронутом антарктическом снегу. Чтобы проверить это предположение, доктор Зепп Кипфштуль из Института Альфреда Вегенера собрал 500 кг снега на станции Конен, контейнерном поселении в Антарктике, и отправил его в Мюнхен для анализа. Там команда ТУМ растопила снег и отделила талую воду от твердых компонентов, которые были обработаны в Центре Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) с использованием различных химических методов, так что необходимое для последующего анализа железо присутствовало в миллиграммах. диапазон, и образцы могли быть возвращены в Мюнхен.
Коршинек и Доминик Колл из отдела исследований ядерной физики, элементарных частиц и астрофизики в ТУМ обнаружили пять атомов железа-60 в образцах, используя ускорительную лабораторию в Гархинге недалеко от Мюнхена. «Наши анализы позволили нам исключить космическую радиацию, испытания ядерного оружия или аварии на реакторах как источники железа-60», - заявляет Колл. «Поскольку на Земле нет естественных источников этого радиоактивного изотопа, мы знали, что железо-60 должно быть образовано сверхновой».
Звездная пыль исходит из межзвездного соседства
Исследовательская группа смогла относительно точно определить, когда железо-60 отложилось на Земле: проанализированный слой снега был не старше 20 лет. Более того, обнаруженный изотоп железа, по-видимому, не появился в результате особенно далеких звездных взрывов, поскольку пыль железа-60 слишком сильно рассеялась бы по Вселенной, если бы это было так. Судя по периоду полураспада железа-60, любые атомы, возникшие в результате формирования Земли, к настоящему времени полностью распались. Поэтому Колл предполагает, что железо-60 в антарктическом снегу происходит из межзвездного окружения, например, из скопления газовых облаков, в которых в настоящее время находится наша Солнечная система..
«Наша Солнечная система вошла в одно из этих облаков примерно 40 000 лет назад, - говорит Коршинек, - и выйдет из него через несколько тысяч лет. чем 40 000 лет не содержало бы межзвездного железа-60», - добавляет Колл. «Это позволило бы нам проверить переход Солнечной системы в газовое облако - это было бы новаторским открытием для исследователей, работающих с окружающей средой Солнечной системы.