Tag: Geležis-60

  • Žemę tūkstantmečius pasiekia senos supernovos dulkės: astronomai svarsto, ar keliaujame per jos liekanas

    Žemę tūkstantmečius pasiekia senos supernovos dulkės: astronomai svarsto, ar keliaujame per jos liekanas

    Žemę nuolat pasiekia dulkės iš kosmoso, tačiau dalis jų, kaip rodo tyrimai, yra gerokai egzotiškesnės kilmės. Mokslininkai įvairiuose Žemės „archyvuose“ aptinka izotopų pėdsakų, kurie siejami su seniai įvykusiu žvaigždės sprogimu – supernova.

    Vienas svarbiausių įkalčių – geležies-60 izotopas. Tai radioaktyvus elementas, kuris natūraliai Žemėje nesusidaro reikšmingais kiekiais, o jo pusėjimo trukmė yra apie 2,6 mln. metų, todėl ilgainiui turėtų „išnykti“, jei papildymas nevyktų. Vis dėlto geležies-60 aptikta giliavandenių nuosėdų sluoksniuose ir ledo gręžiniuose, o tai leidžia manyti, kad jis į Žemę atkeliavo iš tarpžvaigždinės erdvės.

    Mokslininkai taip pat analizuoja kitų retų izotopų, pavyzdžiui, plutonio-244, pasiskirstymą. Skirtingi izotopai padeda atskirti, ar medžiaga galėjo atsirasti dėl vieno konkretaus sprogimo, ar dėl kelių įvykių, vykusių per ilgą laiką. Tokie „kosminiai parašai“ ypač vertingi, nes leidžia kalbėti apie procesus, kurie vyko už Saulės sistemos ribų.

    Kaip nustatoma dulkių kilmė?

    Izotopai ieškomi sluoksniuotuose gamtos įrašuose – giliavandenėse nuosėdose, mangano plutoje vandenynų dugne, taip pat poliariniuose ledo gręžiniuose. Ten medžiaga kaupiasi lėtai ir tvarkingai, todėl galima atsekti, kada į Žemę pateko didesnis kiekis specifinių dalelių.

    Kai kurių darbų išvada – kosminės dulkės galėjo ateiti ne atsitiktinai iš visų pusių, o turėti kryptingesnį srautą. Tai siejama su vietine tarpžvaigždine aplinka: Saulės sistema juda per nevienalytę tarpžvaigždinę terpę, kurioje gali būti senų sprogimų suformuotų medžiagos „gijų“ ar tankesnių debesų.

    Ar tikrai skrendame per supernovos liekanas?

    Astronomai jau seniai sieja geležies-60 signalus su santykinai netoliese Paukščių Take vykusiais supernovų sprogimais, kurie galėjo prisidėti prie vadinamojo Vietinio burbulo formavimosi – retesnių dujų srities aplink Saulę. Pagal modelius, keli supernovų sprogimai per paskutinius keliolika milijonų metų galėjo išpūsti šią ertmę, o jų išmestos medžiagos dalis galėjo pasiekti ir Žemę.

    Hipotezė, kad dabar judame per konkretesnę supernovos liekanų struktūrą, remiasi bandymais susieti dalelių kryptį ir jų pasiskirstymą su tam tikra dangaus sritimi. Vis dėlto tai sudėtinga: dalelių trajektorijas keičia Saulės vėjas, heliosferos „barjeras“, taip pat tarpžvaigždiniai magnetiniai laukai, todėl vien tik kryptis dar nebūtinai reiškia aiškiai „matomą“ sprogimo pėdsaką.

    Šiuo metu dauguma mokslinių aiškinimų sutaria dėl pagrindinės krypties: radioaktyvūs izotopai Žemėje yra realus netolimų supernovų įrodymas. Tačiau klausimas, ar Saulės sistema šiuo momentu kerta konkrečią supernovos liekanų „juostą“, tebėra aktyvių tyrimų tema, kuri priklauso nuo naujų matavimų, modelių ir papildomų geocheminių duomenų.

  • Antarktidos lede aptiko supernovų pėdsaką: atskleidė, kur kosmose keliavo Žemė

    Antarktidos lede aptiko supernovų pėdsaką: atskleidė, kur kosmose keliavo Žemė

    Antarktidos ledo gręžiniuose mokslininkai aptiko itin retą geležies izotopą geležį-60, kuris, kaip teigiama, gali būti tiesioginis įrodymas, kad Saulės sistema pastaraisiais dešimtimis tūkstančių metų judėjo per tarpžvaigždinę supernovų dulkėmis prisotintą sritį. Šis radinys ledo sluoksnius paverčia savotišku Žemės kelionės kosmose „skrydžio registratoriumi“.

    Tyrimą atliko komanda, vadovaujama branduolinės astrofizikos specialisto Dominiko Kolo iš Vokietijos Helmholtzo centro Drezdene-Rosendorfe. Jie lede ieškojo atomų, kurių kilmę paaiškinti procesais Žemėje praktiškai neįmanoma.

    Kas ypatinga geležyje-60?

    Geležis-60 susidaro tik ekstremaliomis sąlygomis, pavyzdžiui, žvaigždėms sprogstant supernovomis. Žemėje ji natūraliai nesiformuoja reikšmingais kiekiais, todėl jos aptikimas aplinkoje paprastai siejamas su kosminės kilmės dulkėmis.

    Dar vienas svarbus argumentas yra šio izotopo irimas: jo pusėjimo trukmė siekia apie 2,6 milijono metų. Tai reiškia, kad jeigu geležies-60 ir buvo Žemėje jos formavimosi pradžioje, per geologiškai trumpą laiką ji turėjo išnykti, tad šiandien randami pėdsakai laikomi „šviežiu“ įnašu iš kosmoso.

    Kaip Antarktidos ledas tapo laiko kapsule?

    Antarktidos ledo skydas formuojasi sluoksnis po sluoksnio iš sniego, o kartu su krituliais įšąla ir atmosferos dalelės. Suslėgtas ledas leidžia išgręžti cilindrinius gręžinius, kuriuose sluoksniai atspindi skirtingus laikotarpius.

    Naudodami Europos projekto Antarktidos ledo gręžiniams medžiagą, tyrėjai ištyrė apie 295 kilogramus ledo. Ledą jie ištirpdė, išskyrė likusias priemaišas ir suskaičiavo itin mažą kiekį geležies-60 atomų.

    Ką rodo skirtingos koncentracijos?

    Komanda praneša, kad geležies-60 pėdsakų aptikta ledo sluoksniuose, datuojamuose maždaug prieš 40 000–81 000 metų. Kartu nustatyta, kad šiuose senesniuose sluoksniuose izotopo koncentracija mažesnė nei pastarųjų dešimtmečių Antarktidos sniege.

    Toks skirtumas dera su hipoteze, kad Saulės sistema šiuo metu juda per vadinamąjį Vietinį tarpžvaigždinį debesį. Tai dujų, dulkių ir plazmos sritis, kuri, kaip manoma, galėjo būti „pasėta“ supernovų liekanomis, o Žemę pasiekia vos juntamas kosminių dulkių „lietus“.

    „Šie rezultatai leidžia manyti, kad Vietinis tarpžvaigždinis debesis yra kosminis archyvas, kuriame saugoma supernovų pagaminta geležis-60“, – rašė tyrėjai.

    Mokslininkų vertinimu, ledo gręžinių įrašas rodo, kad Saulės sistema per šią sritį galėjo judėti bent 80 000 metų, pereidama per retesnes ir tankesnes debesies zonas. Tai svarbu ne tik kosminės aplinkos rekonstrukcijai, bet ir geresniam supratimui, kaip tarpžvaigždinė medžiaga pasiekia Žemės atmosferą.

    Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale Physical Review Letters, o tolesni darbai turėtų padėti tiksliau susieti izotopų „pikas“ su konkrečiais mūsų kosminės kaimynystės pokyčiais. Tokie duomenys gali papildyti ir kitus archyvus, pavyzdžiui, vandenynų nuosėdų įrašus, kuriuose taip pat fiksuojami supernovų kilmės izotopai.