|
Радиоактивные изотопы достигают Земли, путешествуя по взрывным волнам сверхновых
|
|
|
|
Ученые, изучающие происхождение элементов в нашей галактике, получили новое представление о том, как они переносятся на Землю, благодаря новому исследованию, проведенному авторами из Университета Хартфордшира в Великобритании и Обсерватории Конколи, Исследовательского центра астрономии и наук о Земле в Венгрии (CSFK). Помимо понимания того, как наша планета обогатилась этими элементами, результаты также могут помочь ученым выяснить, какие экзопланеты за пределами нашей Солнечной системы, скорее всего, содержат жизнь. Многие элементы вокруг нас были созданы либо в результате звездных взрывов, называемых сверхновыми, либо в результате сильных столкновений чрезвычайно плотных объектов, называемых нейтронными звездами. Один из вопросов, озадачивающих ученых, заключался в том, как эти тяжелые элементы затем достигают нас здесь, на Земле, и, в частности, как элементы, происходящие из разных мест, достигают нашей планеты в одно и то же время.
|
|
|
|
Используя сложное компьютерное моделирование путешествия элементов в космосе, ученые теперь обнаружили, что тяжелые элементы, образующиеся в результате столкновений нейтронных звезд, могут «перемещаться» на взрывных волнах других сверхновых по всей нашей галактике и опускаться на Землю. Тайна впервые была поднята в 2021 году, когда радиоактивные изотопы, обнаруженные внутри глубоководных пород, стали сюрпризом для ученых, изучающих их происхождение. Изотопы возникли не внутри нашей Солнечной системы, а в результате взрывов звезд в других частях галактики. Некоторые из обнаруженных изотопов вызвали особое удивление в исследовательском сообществе из-за того, что места их производства сильно отличались друг от друга.
|
|
|
В частности, ученые нашли марганец-53 (связан со взрывами белых карликов); железо-60 (производится в сверхновых с коллапсом ядра); и плутоний-244 (который обычно можно получить только путем слияния двух экстремальных объектов, называемых нейтронными звездами), находящийся в слоях одинаковой глубины в образцах глубоководных пород. Чтобы достичь Земли, эти изотопы должны были сыпаться дождем с неба в какой-то момент в течение последних нескольких миллионов лет. Поскольку глубоководные отложения со временем накапливаются слой за слоем, образуя горные породы, исследователей очень озадачил тот факт, что эти три изотопа, возникшие в результате разных типов звездных взрывов, были обнаружены в слоях горных пород на одинаковой глубине. Обнаружение их на одинаковой глубине означает, что они, должно быть, прибыли на Землю вместе, даже несмотря на то, что места их происхождения сильно различаются.
|
|
|
|
Чтобы понять, как эти изотопы могли попасть на Землю вместе, команда под руководством доктора Бенджамина Вемейера из Университета Хартфордшира в Великобритании и CSFK в Венгрии использовали компьютерные модели для моделирования того, как изотопы перемещаются из своей Галактики. производственных площадок по всему космосу. Исследование показало, что выброшенное содержимое различных астрофизических объектов — от сталкивающихся нейтронных звезд до взрывающихся белых карликов — перемещается по галактике ударными волнами гораздо более частых сверхновых с коллапсом ядра. Эти сверхновые представляют собой взрывы ядер массивных звезд, которые встречаются гораздо чаще, чем взрывы, вызванные слиянием двух нейтронных звезд, или взрывы белых карликов.
|
|
|
|
Доктор Вемейер и его команда заметили, что после того, как они были произведены, изотопы могут затем «плавать» на ударных волнах этих сверхновых. Это означает, что изотопы, произведенные в самых разных местах, могут в конечном итоге путешествовать вместе по краям ударных волн взрывов сверхновых с коллапсом ядра. Часть этого унесенного материала оказывается на Земле, что может объяснить, почему изотопы были обнаружены вместе в одинаковых слоях глубоководных пород. Ведущий автор доктор Вемейер объяснил: «Наши коллеги выкопали образцы горных пород со дна океана, растворили их, поместили в ускоритель и исследовали изменения в их составе слой за слоем. Используя наши компьютерные модели, мы смогли интерпретировать свои данные, чтобы выяснить, как именно атомы перемещаются по всей галактике.
|
|
|
|
«Это очень важный шаг вперед, поскольку он показывает нам не только то, как изотопы распространяются по галактике, но и то, как их становится много на экзопланетах, то есть на планетах за пределами нашей Солнечной системы. фактор в определении того, способна ли экзопланета удерживать жидкую воду, что является ключом к жизни. В будущем это может помочь определить регионы в нашей галактике, где мы могли бы найти пригодные для жизни экзопланеты». Доктор Чиаки Кобаяши, профессор астрофизики в Университете Хартфордшира и соавтор исследования, добавляет: «Я много лет работаю над происхождением стабильных элементов в периодической таблице, но я очень рад получить результаты по Радиоактивные изотопы в этой статье, их содержание может быть измерено с помощью гамма-телескопов в космосе, а также при раскопках горных пород под землей. «Сравнивая эти измерения с моделями Бенджамина, мы можем так много узнать о том, как и откуда берется состав Солнечной системы».
|
|
|
|
Источник
|
