Астрономија Стардаст откриена на дното на океанот
Многу нови елементи се создаваат во огнената топка на супернова, вклучувајќи го и железото-60. Ако истражувачите го детектираат овој изотоп на Земјата, тој сигурно дошол од вселената не толку одамна.
25 август 2020 година - 08:08 часот, Томас Бирке
Берлин/Дрезден Секоја година неколку илјади тони космичка прашина се излеваат на земјата. Повеќето од овие ситни честички доаѓаат од астероиди и комети во нашиот Сончев систем. Сепак, мал дел ни доаѓа од далечни везди. Се открива преку состојка што не постои на земјата: изотопот железо-60, варијанта на елементот железо. Истражувачки тим предводен од Антон Волнер од Хелмхолц-Зентрум Дрезден-Росендорф (ХЗДР) сега успеа да пронајде ваква ardвездена прашина во длабоките морски седименти. Неговото потекло е мистерија, известуваат тие во специјализираното списание ПНАС.
Локалитетот се наоѓа на длабочина од 4.200 метри во југоисточниот индиски слив, околу илјада километри од југозападниот дел на Австралија. Истражувачите пронајдоа железо-60 во една од овие метарски дупки за дупчење од пред неколку години на Државниот универзитет во Флорида од Антарктикот за морска геологија. Што го прави овој изотоп толку интересен?
Ironелезо-60 е нестабилен и се распаѓа; на секои 2,6 милиони години првично достапната сума е преполовена. Ако железото-60 беше присутно кога Земјата се формираше пред 4,6 милијарди години, таа целосно се распадна до денес. Нема земени извори. Ако овој изотоп е откриен на кое било место, тој сигурно дошол од вселената не толку одамна. Астрономите знаат еден извор за ова: експлозивни starsвезди, исто така познати како супернови. Многу нови елементи се создаваат во огнената топка на супернова, вклучувајќи го и железото-60. Овие атоми се врзуваат за ситни честички прашина и патуваат по нив низ вселената. Ако се судрат со земјата во одреден момент, тие тонат низ атмосферата до земјата и се таложат.
Експлозии во млад starвезден кластер
Екипа предводена од Гинтер Коршинек од Техничкиот универзитет во Минхен го откри Ејзен-60 за прв пат пред 20 години. Тие го најдоа во кора од манган на Јужен Пацифик. Овие длабоки морски наслаги содржат многу железо и растат многу бавно со неколку милиметри на милион години. Ова силно го компресира материјалот. Ретки супстанции како железо-60 се концентрирани во мали количини и на тој начин можат полесно да се детектираат. Сепак, бавниот раст го отежнува состанокот, бидејќи слоевите што се депонираат секоја година се многу тенки. Јадрата од длабокото море треба да дадат попрецизни информации што можат да пораснат за неколку милиметри за само илјада години.
Овој доказ е всушност постигнат пред четири години. Интересно, особено високи концентрации беа пронајдени пред 1,7 и 3,2 милиони години и помеѓу 6,5 и 8,7 милиони години. Точните анализи на Дитер Брајтсверт и enени Фејџ од Техничкиот универзитет во Берлин сугерираат дека околу 16 супернови експлодирале една по друга во млад starвезден кластер и исфрлиле железо-60 во вселената Преживеаните членови на theвезденото јато и денес можат да се видат во соelвездијата Шкорпија и Кентаур. Облаците на експлозија се проширија и се споија во голем меур на гас. Во тоа време, суперновите беа оддалечени околу 300 светлосни години. Ова ги направи ослободуваните УВ и Х-зраци на копнената биосфера веројатно не опасни. Експертите очекуваат сериозна штета само на растојанија помали од 30 светлосни години.
Минатата година истражувачите предизвикаа сензација со откривањето на железо-60 на Антарктикот. За таа цел, тие собраа 500 килограми снег, го спакуваа во кутии и го испратија во Германија, каде што може да се анализира по обемна хемиска обработка. Theелезото-60 пронајдено во него, сепак, не падна на земјата пред милиони години, туку неодамна, бидејќи собраниот снег не беше постар од 20 години. Исто така, се чинеше дека доаѓа од суперновите не многу далеку. Се чини дека нашата планета била изложена на огномет на starsвезди кои експлодирале многу пати во минатото. Сепак, без никакви сериозни последици по животот врз него.
Астрономите открија дека нашиот сончев систем се наоѓа во колекција на врели гасни облаци наречени Локален меѓуerstвезден облак. Ова можеше да биде создадено од суперновите. Пред околу 40 000 години, нашиот Сончев систем влезе во мал делумен облак со дијаметар од околу 16 светлосни години. За неколку илјади години повторно ќе замине. „Затоа сме особено заинтересирани за седименти од понов датум на формирање, односно времето што одговара на патувањето низ меѓуelвездениот облак“, ја опишува Антон Волнер основната идеја за најновата работа. Тој ја водеше истражувачката работа на Австралискиот национален универзитет (АНУ) во Канбера и неодамна започна да истражува во ХЗДР и ТУ Дрезден.
60 грама железо-60 за 33 000 години
Патот од јадрото на вежбата до крајната анализа е долг и одзема многу време, а клучна улога играа Силке Мерчел од ХЗДР и enени Фејге од ТУ Берлин. Прво на сите, тие открија дека првите осум инчи од јадрото се протегаат во изминатите 33.000 години. Оваа област беше поделена на сегменти долги пет сантиметри, а потоа измерена. Многу малку железни 60 атоми содржани во него можеле да се детектираат само со исклучително чувствителен спектрометар за маса за забрзување на Националниот универзитет во Австралија. На крајот на краиштата, сите седименти испитани заедно содржеа само деветнаесет атоми на железо-60. „Екстраполирано на целата површина на земјата, ова значи дека во изминатите 33.000 години, вкупно само 60 грама железо-60 од ardвездена прашина паднале над целата земја“, рече Волнер.
Тоа е помалку од она што истражувачите го утврдија за настанот од пред 1,7 до 3,2 милиони години. Па зарем не пронајденото железо-60 сега доаѓа од супернова? Многу масивните starsвезди можат да го генерираат изотопот во помали количини дури и пред нивниот експлозивен крај и да дозволат да се исфрли во вселената со elвезден ветер. Сепак, ниту една starвезда од овој вид не е позната во радиус од неколку светлосни години. Поради нивната огромна сјајност, тие не можат да избегаат од астрономите. Значи, се поставува прашањето од каде потекнуваат честичките и како настанал меѓуerstвездениот облак низ кој се движи нашиот сончев систем.
Валнер укажува на можноста што неодамна ја изнесеја колегите: Може да се замисли дека „железото-60 затворено во честички од прашина се рефлектираше неколку пати во меѓуelвездениот медиум, така што во одредена мерка се туркаше наоколу“, рече Волнер. Ова би значело дека честичките ќе патувале во вселената многу подолго отколку што се очекувало. Како резултат, откриениот железо-60 може да потекнува од постари супернови, чии облаци од експлозија денес повеќе не можат да се најдат. „Тогаш измериме еден вид ехо на овие космички ерупции.
Оваа астрономија од дното на океанот им нуди на астрофизичарите целосно нови согледувања во структурата и развојот на Млечниот пат.