Odkryto radioaktywne pozostałości pyłu gwiezdnego po eksplozjach gwiazd uwięzione w lodzie na Antarktydzie. W nowym badaniu naukowcy odkryli, że te kosmiczne pozostałości służą jako wskazówki pomagające odkryć historię naszego Układu Słonecznego.
W całym wszechświecie znajdujemy kolosalne międzygwiazdowe obłoki gazu, pyłu i plazmy, które leżą pomiędzy gwiazdami. Nasz własny Układ Słoneczny przechodzi obecnie przez taki obłok, znany jako Lokalny Obłok Międzygwiazdowy, nazywany „Lokalnym Puchem”. Chmury te mogą gromadzić materię, gdy unoszą się w kosmosie, a materia ta może czasami wylądować na Ziemi, gdy nasza planeta przechodzi przez Lokalny Puch. W ramach nowych badań części tej materii naukowcy odkryli produkt uboczny starożytnych supernowych, radioaktywny izotop żelaza znany jako żelazo-60 (60Fe), który utknął w chmurze i został osadzony w lodzie Antarktyki.
Skąd zatem badacze wiedzieli, że izotop żelaza znaleziony w lodzie Antarktyki podróżował autostopem po obłoku międzygwiazdowym po starożytnej eksplozji gwiazdowej?
W 2019 roku Koll był częścią zespołu badawczego, który wykrył atomy 60Fe w śniegu Antarktydy. „Nie wiedzieliśmy, skąd to się wzięło” – powiedział. „Dlatego kontynuowaliśmy pracę nad tym, śledząc napływ… i otrzymaliśmy odpowiedź, że jest on powiązany z lokalnym obłokiem międzygwiazdowym”.
Zespół przeanalizował ponad 661 funtów (300 kilogramów) próbek lodu z Antarktydy sprzed 40 000–80 000 lat. Jest to przedział czasowy, w którym zespół podejrzewa, że miała miejsce supernowa, która wyrzuciła materię w przestrzeń kosmiczną, a następnie została osadzona w chmurze. Po stopieniu i chemicznej obróbce lodu, a następnie zastosowaniu techniki znanej jako spektrometria mas z akceleratorem, która zasadniczo przyspiesza działanie jonów, umożliwiając badaczom oddzielenie izotopów od siebie, badacze byli w stanie przyjrzeć się i policzyć poszczególne atomy tego izotopu w swoich próbkach.
„Szukaliśmy pojedynczych atomów radioaktywnego izotopu 60Fe” – powiedział Koll. „Ten izotop jest odciskiem palca eksplozji gwiazdy. Nasza hipoteza była taka, że 60Fe może znajdować się w lokalnym obłoku międzygwiazdowym, jeśli pochodzi z eksplozji gwiazd (co postulowali twórcy modeli).”
Zespół porównał ilość izotopu żelaza odkrytą w niedawnym śniegu z ilością w nowo pobranym prastarym lodzie. Znaleźli też mniej 60Fe w znacznie starszych próbkach, co sugeruje, że osiągnięto mniej żelaza-60 Ziemia między 40 000 a 80 000 lat temu niż w czasach współczesnych.
„Wynik ten sugeruje, że w tym okresie do Ziemi docierało mniej pyłu międzygwiazdowego” – powiedział Koll. „To niezwykła zmiana w stosunkowo krótkiej astrofizycznej skali czasu i nie pasuje do długich skal czasowych złóż żelaza-60, które wylądowały tutaj miliony lat temu. Zamiast tego musieliśmy poszukać mniejszego, bardziej lokalnego źródła izotopu”.
A to tajemnicze źródło? Badacze ci uważają, że najprawdopodobniej jest to eksplozja gwiazdowa, która miała miejsce w rejonie Lokalnego Obłoku Międzygwiazdowego
„Oznacza to, że chmury otaczające Układ Słoneczny są powiązane z eksplozją gwiazdową” – Koll – napisano w oświadczeniu. „Po raz pierwszy daje nam to możliwość zbadania pochodzenia tych chmur”.
Nasz Układ Słoneczny podróżuje przez Lokalny Obłok Międzygwiezdny od 40 000 do 124 000 lat, sugerują badaczechociaż minie jeszcze tylko kilka tysięcy lat, zanim skończymy.
Zespół ten zamierza przeprowadzić dalsze badania, aby jeszcze bardziej potwierdzić i rozszerzyć swoje wyniki, badając próbki lodu z jeszcze odległych czasów, zanim Układ Słoneczny zaczął przemieszczać się przez tę chmurę.
Praca ta została opisana w opracowaniu opublikowany 13 maja w czasopiśmie Physical Review Letters.
