Ученые, изучающие свежевыпавший снег в Антарктиде, обнаружили редкий изотоп железа в межзвездной пыли, спрятанной внутри него, что позволяет предположить, что пыль появилась недавно. Это открытие может дать нам важную информацию об истории звездных взрывов в нашем галактическом соседстве.
Мы знаем, что космическая пыль все время спускается на Землю , крошечные осколки грязи и крохотных образований звезд и планет, иногда миллиарды лет назад. Антарктида — прекрасное место для поиска такой пыли, потому что это один из самых нетронутых регионов на Земле, облегчающий поиск изотопов, которые не возникли на нашей собственной планете.
В этом случае изотоп, который исследователи определили, является редким 60 Fe (или железом-60), одним из многих радиоактивных вариантов железа. Ранее присутствие этого железа в глубоководных отложениях и окаменелых остатках бактерий предполагало, что одна или несколько сверхновых взорвались в окрестностях Земли между 3,2 и 1,7 миллиона лет назад.
Новое исследование отмечает первый раз, когда межзвездное железо-60 было обнаружено в недавнем антарктическом снегу — пыль упала бы с небес за последние 20 лет, говорят исследователи.
«Лично я был очень удивлен, потому что это была только гипотеза, что может быть железо-60, и было еще более неопределенным, что сигнал достаточно силен, чтобы его можно было обнаружить», — сказал физик-ядерщик Доминик Колл из Австралийского национального университета.
«Это был очень радостный момент, когда я увидел, как в данных появилось первое количество железа-60, потому что это означает, что наша общая астрофизическая картина не может быть слишком неправильной».
Эта картина выглядит следующим образом: Солнечная система в настоящее время проходит через то, что известно как Местное Межзвездное Облако (LIC), карман плотной межзвездной среды, которая содержит несколько облаков межзвездной пыли.
Если железо-60 осаждается на Земле в последние годы, это помогает подтвердить идею о том, что наша местная галактическая окрестность и ее особая структура межзвездных звездных образов могли быть сформированы взрывающимися звездами.
Дальнейшие исследования должны быть в состоянии сказать нам наверняка. Это также может помочь нам лучше определить наше местоположение в LIC и то, как долго Солнечная система пересекает его. «Мы ожидаем резкого увеличения потока железа-60 примерно в то время, когда Солнечная система вошла в LIC», — пишет команда в своем исследовании.
Текущее исследование включало высокочувствительный масс-спектрометрический химический анализ, выполненный на 500 килограммах (1100 фунтов) снега, выкопанного из Антарктики и осторожно доставленного в Германию — в одно из двух мест в мире, где можно провести такой анализ.
«В Антарктиде в основном нет стабильного железа или других элементов, которые очень помогают в измерении соотношений 60 Fe / Fe», — сказал Колл. «Снег был убран лопатой и упакован в ящики для хранения, которые хранили при температуре ниже 0 ° C, чтобы снег не замерз, пока он не прибудет в Мюнхен».
Исследователи измерили отношения других изотопов элементов в их образце, чтобы удостовериться, что изотоп железа был действительно межзвездного происхождения. Это позволило им исключить другие возможные источники происхождения, такие как космические камни в нашей Солнечной системе, облученные космическими лучами, или даже испытания ядерного оружия.
Чем больше мы знаем о времени и месте взрыва сверхновой в нашем космическом соседстве, тем лучше мы можем понять Вселенную вокруг нас — и следы, которые она оставляет здесь, на Земле.
«Это на самом деле довольно глубокая вещь», сказал астрофизик Брайан Филдс из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, который не принимал участия в исследовании.
«Это говорит нам о недавней истории всего нашего соседства в галактике и о жизнях и гибелях массивных звезд».
Исследование должно быть опубликовано в Physical Review Letters.