В Антарктиде нашли железо из взорвавшихся звезд
В Антарктиде нашли железо-60 из взорвавшихся звезд. Это означает, что Земля накапливает его из Местного межзвездного облака, через которое сейчас движется наша Солнечная система.
Железо-60 образуется в недрах массивных звезд и выбрасывается в космос при их взрывах. Геологические архивы Земли, например, железисто-марганцевые корки и глубоководные осадки, показывают, что миллионы лет назад наша система дважды подвергалась бомбардировке этим изотопом из сверхновых. Однако в недавнем прошлом поблизости не было звездных катаклизмов, а значит, и прямого источника железа-60. Поэтому, когда несколько лет назад следы 60Fe нашли в приповерхностном антарктическом снеге, встал закономерный вопрос о его происхождении.
«Мы предположили, что Местное межзвездное облако содержит железо-60 и способно удерживать его долгое время. Поскольку Солнечная система движется сквозь него, Земля может собирать этот материал. Но тогда у нас не было возможности это доказать», — говорит астрофизик-ядерщик Доминик Колль из Института физики ионных пучков и исследований материалов Центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф.
Наша система вошла в Местное межзвездное облако несколько десятков тысяч лет назад и покинет его в ближайшие несколько тысячелетий. Сейчас мы находимся у его границы. Ученые проанализировали ледяной керн, охватывающий период, предположительно соответствующий моменту входа в облако. Результаты сравнения содержания железа-60 с данными ранее изученных глубоководных осадков и снега опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Они четко свидетельствуют: между 40 000 и 80 000 лет назад на Землю попадало меньше железа-60, чем сегодня или в более позднее время.
«Это говорит о том, что раньше мы находились в среде с более низким содержанием железа-60, либо само облако имеет сильные неоднородности плотности», — объясняет Колль.
Таким образом, сигнал железа-60 меняется за десятки тысяч лет — мгновение по астрономическим меркам. Это указывает на несостоятельность альтернативных объяснений — например, постепенного затухания сигнала от сверхновых, взорвавшихся миллионы лет назад.
Для исследования подвергли химической обработке около 300 килограммов льда. Качество процедуры оценили, проверив полученные миллиграммы пыли на содержание других космических изотопов — бериллия-10 и алюминия-26.
Финальные измерения провели на ускорительном комплексе тяжелых ионов Австралийского национального университета — единственной в мире установке, способной уловить столь ничтожные количества железа-60. С помощью электрических и магнитных фильтров разделяли ненужные атомы по массе, пока из первоначальных 10 триллионов атомов не осталась горстка ядер железа-60.
«Это все равно что искать одну иголку в стоге сена объемом с 50 000 футбольных стадионов. Машина находит эту иголку за час», — объясняет астрофизик Аннабель Ролофс из Боннского университета. «Благодаря многолетнему сотрудничеству с коллегами по всему миру мы разработали исключительно чувствительный метод. Сегодня он позволяет нам различать в геологических архивах четкий след космических взрывов, прогремевших миллионы лет назад», — резюмирует профессор Антон Валльнер, руководивший исследованием.
Для уточнения результатов ученые намерены проанализировать более древний лед, образовавшийся до того, как Солнечная система вошла в Местное межзвездное облако.