Сліди давньої космічної катастрофи: на дні океану знайшли речовину, що може походити від зіткнення нейтронних зірок
Міжнародна група вчених виявила нові докази того, що частинки рідкісного радіоактивного плутонію, знайдені на дні Світового океану, можуть бути залишками грандіозної космічної події, яка сталася понад 100 мільйонів років тому. Дослідники припускають, що джерелом цих атомів могло бути зіткнення двох нейтронних зірок — одне з найпотужніших явищ у Всесвіті.
Результати дослідження свідчать, що космічний пил, утворений під час цього вибуху, досі досягає Землі, нагадуючи про подію, яка відбулася задовго до появи людства.
Загадковий плутоній із космосу
Плутоній належить до найважчих природних елементів. Особливий інтерес для науковців становить ізотоп плутоній-244, який утворюється лише за надзвичайних космічних умов. Для його появи потрібен так званий r-процес — швидке захоплення нейтронів атомними ядрами, що дозволяє створювати найважчі елементи таблиці Менделєєва.
Одним із головних кандидатів на роль «фабрики» таких елементів вважаються кілонові — вибухи, що виникають під час злиття двох нейтронних зірок.
Оскільки період напіврозпаду плутонію-244 становить близько 81 мільйона років, увесь цей елемент, який міг потрапити на Землю під час формування Сонячної системи, давно мав би зникнути. Тому будь-які сучасні знахідки цього ізотопу майже напевно мають позаземне походження.
Океанічне дно як архів історії галактики
Для пошуку слідів давніх космічних подій дослідники використали феромарганцеві кірки — особливі мінеральні утворення на океанічному дні. Вони ростуть надзвичайно повільно, накопичуючи шар за шаром протягом мільйонів років та зберігаючи інформацію про навколишнє середовище.
Фактично такі відкладення працюють як природний архів, у якому фіксуються частинки речовини, що осідають із води та атмосфери, включно з космічним пилом.
Раніше вчені припускали, що виявлений у цих шарах плутоній-244 походить від події, яка сталася приблизно 3,5 мільйона років тому. Проте нове дослідження поставило цю версію під сумнів.
Пошук іншого космічного маркера
Команда під керівництвом фізика Домініка Колля з німецького центру Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf вирішила шукати не лише плутоній-244, а й інший радіоактивний елемент — кюрій-247.
Обидва ізотопи повинні утворюватися під час одного й того самого r-процесу. Але якщо період напіврозпаду плутонію становить десятки мільйонів років, то кюрій-247 розпадається значно швидше — приблизно за 16 мільйонів років.
Для аналізу науковці використали зразок океанічної кірки, піднятий із глибини майже 4,8 кілометра в Тихому океані ще у 1976 році. Окрім плутонію та кюрію, вони також дослідили наявність ізотопу заліза-60, який зазвичай пов’язують із вибухами наднових зірок.
Давніше, ніж вважалося
Результати виявилися несподіваними. Сліди плутонію-244 були присутні, а от переконливих доказів існування кюрію-247 знайти не вдалося.
Це означає, що джерело плутонію не могло бути відносно недавнім космічним вибухом. Якби подія сталася кілька мільйонів років тому, частина кюрію збереглася б донині.
Відсутність цього ізотопу вказує, що вибух відбувся набагато раніше — понад 100 мільйонів років тому. За цей час кюрій повністю розпався, тоді як частина плутонію-244 ще залишається detectable у природних відкладеннях.
На думку авторів роботи, найімовірніше джерело цього матеріалу — рідкісна подія на кшталт злиття нейтронних зірок або надзвичайно потужної наднової.
Земля подорожує крізь стародавній космічний пил
Дослідники припускають, що сьогодні наша планета рухається крізь розсіяні залишки тієї давньої катастрофи. Сам вибух, найімовірніше, відбувся дуже далеко від Землі, тому не становив безпосередньої загрози для життя.
Втім, такі знахідки допомагають ученим краще зрозуміти історію Чумацького Шляху, еволюцію Сонячної системи та походження важких елементів на нашій планеті.
Також залишається відкритим питання, чи могли подібні космічні події впливати на біосферу Землі в далекому минулому. Вчені наголошують, що для відповіді на це потрібні нові дослідження. Результати роботи опубліковано в журналі Nature Astronomy.