Ziemia gromadzi żelazo-60 z Lokalnego Obłoku Międzygwiazdowego
Układ Słoneczny przemierza przestrzeń kosmiczną, przechodząc przez różne obszary międzygwiezdnego medium. Od kilkudziesięciu tysięcy lat wędruje przez Lokalny Obłok Międzygwiazdowy (LIC) – rozrzedzoną mgławicę gazu i pyłu w naszym galaktycznym sąsiedztwie. Międzynarodowy zespół badaczy, a wśród nich Dominik Koll i Anton Wallner z Helmholz–Zentrum Dresden–Rossendorf, Drezdeńskiego Uniwersytetu Technologicznego i The Australian National University potwierdził właśnie, że Ziemia zbiera po drodze żelazo–60, rzadki radioaktywny izotop żelaza powstający w eksplozjach gwiazd.
Żelazo–60 (60Fe) powstaje w jądrach masywnych gwiazd i trafia do przestrzeni kosmicznej podczas wybuchów supernowych. Zapisy geologiczne pokazują, że w przeciągu ostatnich milionów lat Układ Słoneczny był dwukrotnie bombardowany tym izotopem z pobliskich supernowych. Szczyty napływu tego izotopu na Ziemię pojawiają się 7 milionów lat temu oraz 2–3 miliony lat temu. Kluczowym pytaniem pozostawało, co jest źródłem 60Fe wykrywanego w znacznie młodszych próbkach, antarktycznym śniegu sprzed kilkunastu lat oraz osadach oceanicznych z ostatnich 33 tysięcy lat. Nie znamy żadnych pobliskich supernowych z tego okresu.
Wysunęliśmy hipotezę, że Lokalny Obłok Międzygwiazdowy zawiera żelazo–60 i może magazynować je przez długi czas. Gdy Układ Słoneczny przemieszcza się przez chmurę, Ziemia może zbierać ten materiał. Jednak wtedy nie byliśmy w stanie tego udowodnić – wyjaśnia dr Dominik Koll.
By to sprawdzić, przeanalizowano 295 kg lodu z rdzenia antarktycznego pobranego na Ziemi Królowej Maud, obejmującego okres 80–40 tysięcy lat temu, czyli czas prawdopodobnego wejścia Układu Słonecznego w Lokalny Obłok Międzygwiazdowy. Próbka pochodziła z tej samej lokalizacji co wcześniej badany śnieg powierzchniowy, co pozwoliło wyeliminować wpływ lokalnych procesów atmosferycznych.
Porównanie zawartości 60Fe z próbkami z głębin oceanicznych i ze śniegu wykazało wyraźną zmianę. Pomiędzy 80 a 40 tysięcy lat temu do Ziemi docierało mniej żelaza–60 niż dziś i w bardziej odległych czasach. Sugeruje to, że wcześniej znajdowaliśmy się w medium o niższej zawartości żelaza–60 lub że sama chmura wykazuje silne zróżnicowanie gęstości – tłumaczy Koll.
Ostateczny pomiar wykonano przy użyciu akceleratora ciężkich jonów na Australijskim Uniwersytecie Narodowym. To jak szukanie igły w 50 000 stadionów wypełnionych sianem po sam dach. Maszyna znajduje igłę w ciągu godziny – opisuje Annabel Rolofs z Uniwersytetu w Bonn.
Uzyskany wynik pozwala wykluczyć alternatywne wyjaśnienia – np. stopniowe wygasanie eksplozji sprzed milionów lat – i po raz pierwszy daje możliwość badania pochodzenia chmur otaczających Układ Słoneczny. Lokalny Obłok Międzygwiazdowy jest więc kosmicznym archiwum, w którym zapisała się historia dawnych supernowych. Kolejnym krokiem będzie analiza jeszcze starszego lodu, sprzed wejścia Układu Słonecznego w Obłok. W ten sposób naukowcy chcą lepiej zrozumieć, jak dawne supernowe kształtowały nasze kosmiczne sąsiedztwo.
Szczegóły badań zostały opublikowane na łamach Physical Review Letters.
Komentarze (0)