Ученые нашли в образцах океанической коры изотопы плутония и железа, которые не встречаются в земных условиях. По мнению авторов открытия, это свидетельствует о том, что поверхности Земли периодически достигают потоки вещества, выброшенного при взрывах сверхновых или слиянии нейтронных звезд. По данным исследователей, за последние десять миллионов лет, звездное вещество осаждалось на нашу планету как минимум дважды. Статья опубликована в журнале Science.
Предполагается, что ядра всех химических элементов, более тяжелых, чем железо, образуются в звездной среде в результате ядерного процесса последовательного захвата нейтронов и создания все более тяжелых ядер. Около половины тяжелых нуклидов формируются медленно как побочный продукт устойчивого звездного синтеза, другая половина, включая все актиноиды, в том числе уран и плутоний, возникают в процессе быстрого захвата нейтронов, получившего название r-процесса, от английского rapid — "быстрый".
Процесс быстрого захвата нейтронов удалось воспроизвести в лабораторных условиях, но при каких событиях он протекает в космосе, до сих пор неизвестно. На это счет существует две гипотезы: при взрывах некоторых типов сверхновых и слиянии нейтронных звезд.
Чтобы проверить, какая из гипотез правильная, ученые ищут среди земных пород изотопы внеземного происхождения. Так как такие изотопы обычно радиоактивны, по их периоду полураспада можно определить и возраст космических событий.
Исследователям из Австралии, Германии, Японии, Израиля и Швейцарии под руководством Антона Валлнера (Anton Wallner), сотрудника факультета ядерной физики Австралийского национального университета в Канберре удалось обнаружить в образцах глубоководной океанической коры, охватывающих последние десять миллионов лет, несколько десятков атомов изотопа плутония 244Pu с периодом полураспада 80,6 миллиона лет, который производится исключительно в r-процессе.
Любой плутоний, присутствующий на Земле, по словам ученых, должен быть сформирован и доставлен недавно, поскольку он подвергается слишком быстрому радиоактивному распаду, чтобы сохраниться с момента образования планеты.
В тех же образцах авторы нашли две аномалии радиоактивного изотопа железа 60Fe с периодом полураспада 2,6 миллиона лет, который, как известно, вырабатывается и выбрасывается при взрывах сверхновых. По времени они примерно соответствуют 6–8 и 2–3 миллионам лет назад.
Однако, из-за того, что соотношение 244Pu/60Fe ниже, чем должно быть при чистом выбросе сверхновых, авторы предполагают, что они имеют дело не с одним источником.
"История сложна, — приводятся в пресс-релизе Австралийского национального университета слова доктора Валлнера. — Возможно, плутоний-244 мог остаться от гораздо более древнего, но еще более впечатляющего события, такого как взрыв нейтронной звезды. В то же время, это первое доказательство того, что сверхновые действительно производят плутоний-244".
Авторы считают, что их открытие позволяет по-новому взглянуть на астрофизическое происхождение тяжелых химических элементов.
Comments are closed.