Vzácné „podivné“ izotopy v zemské kůře ukazují na moderní štětec s katastrofickou událostí

Ve spodní části periodické tabulky najdete seznam těžkých prvků, které způsobily nepořádek. Možná takový chaos, jaký byste mohli najít při hvězdné explozi nebo při srážce mezi dvěma neutronovými hvězdami.

Fyzici objevili pár velkých radioizotopů ve vzorcích hlubinné kůry vytažené z výšky 1 500 metrů (téměř 5 000 stop) pod Tichým oceánem.

Očekávali bychom, že ve víru prachu a plynu, který formoval naši planetu před mnoha věky, uvidíme mnoho prvků těžké váhy – ale většina z nich měla dávno předtím degradovat do stabilnějších forem. Takže hledání příkladů v zemské kůře poblíž povrchu Dnes Vyvolává několik zajímavých otázek.

Objev nám mohl říct něco o katastrofických kosmických událostech, ke kterým došlo během několika stovek světelných let od Země a relativně nedávno v naší geologické historii. Může také zvýraznit způsob, jakým se tvoří těžké atomové hmotnosti.

Jak vidíte, budování atomů vyžaduje spoustu energie. Protony lze stlačit na helium pod gravitací, kterou najdete ve hvězdě, ale hvězdná fúze vás zavede jen daleko. K vybudování masivní masivní hmoty, jako je plutonium, byste potřebovali nějaký druh energie, která by mohla vystřelit sprej neutronů.

Ve vesmíru existuje jen málo podmínek, za kterých by mohlo dojít k tomuto „rychlému zachycení neutronů“ neboli r procesu, včetně sloučení supernov a neutronových hvězd.

Během historie vesmíru se mnoho hvězd roztříštilo a vyskočilo a padal hustý prach železa, uranu, plutonia, zlata a dalších tukových atomů po celé galaxii. Očekává se tedy, že planety jako Země jich zachytily hodně.

Ale ne všechny prvky generují totéž. Díky rozdílům v počtu jejich neutronů jsou některé stabilnější než jiné. Například železo 60 je druh izotopu, který „bude blikat a bude mu chybět“, pokud se na něj podíváte v kosmickém měřítku s poločasem rozpadu pouhých 2,6 milionu let, než se rozpadne na nikl.

Nalezení tohoto krátkodobého izotopu na naší planetě dnes – zejména v jeho kůře, mimo dosah moderních syntetických procesů – by znamenalo relativně nedávný přísun čerstvého železa z vesmíru.

Železo 60 se objevilo ve vzorcích hornin již před 2 miliony let. Jak je vidět na materiálu přivedeném zpět z povrchu měsíce.

Chcete-li však získat dobrou představu o konkrétním typu procesu r, který tyto vzorky produkoval, bude užitečné vědět, čím prší další izotopy.

Fyzik Anton Waller z Australské národní univerzity vedl tým vědců k hledání nových vzorků železa 60, aby zjistili, zda by dokázali identifikovat izotopy dalších těžkých prvků v okolí.

Zjistili, že je plutonium 244, které je jeho analogem Poločas rozpadu je jen něco málo přes 80 milionů let Stabilní pro plutonium, ale ne druh prvku, který byste očekávali, protože naše planeta se setkala před 4,5 miliardami let.

Celkově tým objevil odlišné proudy železa 60, které musely dorazit za posledních 10 milionů let. Oba vzorky byly doprovázeny malým, ale významným množstvím plutonia 244, každý v podobných poměrech.

Jejich nalezení společně přidává spíše více podrobností než hledání kteréhokoli zvlášť. Množství plutonia v nich je menší, než by se dalo očekávat, pokud by za jejich produkci byly primárně odpovědné supernovy, což naznačuje příspěvky z jiných procesů r.

Přesně to, co bylo za tímto konkrétním sprejem vesmírného prachu, je zatím na naší představě.

„Příběh je komplikovaný“ Říká A oheň.

„Je možné, že toto plutonium-244 bylo vyrobeno při výbuchu supernovy, nebo by mohlo zůstat po mnohem starší, ale mnohem vzrušující události, jako je exploze neutronové hvězdy.“

Měřením příslušných vyzařovacích chlopní a provedením určitých předpokladů o astrofyzice za jejich distribucí vědci spekulují, že výroba železa 60 odpovídá dvěma až čtyřem událostem supernovy umístěným mezi 50 a 100 parseky (asi 160 a 330 světelných let) Země.

Není to poprvé, co Iron 60 v nedávné historii naznačil výskyt nebezpečně blízké supernovy.

Podíváme-li se na izotop spojený s jinými prvky, můžeme pomalu vytvořit podpis, který nám řekne více o podmínkách pro srážkovou explozi v naší oblasti za miliony let, než si lidé začali dávat pozor.

Bude však zapotřebí více výzkumu vesmírných izotopů.

„Naše data mohou být prvním důkazem, že supernovy ve skutečnosti produkují plutonium-244,“ Říká A oheň.

„Nebo to možná bylo v mezihvězdném prostředí, než explodovala supernova, a byla protlačena sluneční soustavou s projektilem supernovy.“

Tento výzkum byl publikován v Věda.