Космическая пыль, найденная в антарктическом снегу, вероятно, родилась в далекой сверхновой миллионы лет назад. Межзвездное путешествие пыли в конечном итоге принесло материал на Землю, где ученые обнаружили древние зерна.
Эта пыль выделялась, потому что она содержит изотоп железа, называемый железом-60, который обычно выделяется сверхновыми, но очень редко встречается на Земле. (Изотопы - это разновидности элементов, которые отличаются количеством нейтронов в их атомах.)
В поисках неуловимой космической пыли ученые проанализировали более 1100 фунтов. (500 кг) поверхностного снега, который они собрали в высокогорном районе Антарктиды возле немецкой станции Конен. Исследователи сообщили в новом исследовании, что в этом месте снег в основном не будет загрязнен земной пылью.
Затем следователи отправили замороженный снег в лабораторию в Мюнхене, где он был расплавлен и отфильтрован, чтобы изолировать частицы пыли, которые могли содержать следы материала из космоса. Когда ученые исследовали сгоревшую пыль с помощью ускорительного масс-спектрометра, они обнаружили редкий изотоп железа-60 - реликт древней сверхновой.
Космос - это пыльное место, богатое частицами, изгнанными сверхновыми и сброшенными с планет, астероидов и комет. Наша солнечная система в настоящее время проходит через большое облако космической пыли, известное как Местное межзвездное облако (LIC), и зерна этого облака, найденные на Земле, могут многое рассказать о том, как наше Солнце и его планеты взаимодействуют с космической пылью.
Чтобы выяснить, произошла ли космическая пыль от далекой сверхновой, ученые сначала должны были исключить, возникла ли она в нашей солнечной системе. Облученная пыль, испускаемая планетами и другими телами, может удерживать железо-60, но воздействие космического излучения также создает другой изотоп: марганец-53. Исследователи сравнили соотношение железа-60 и марганца-53 в зернах Антарктики, обнаружив, что количество марганца было намного ниже, чем было бы, если бы пыль была локальной.
Как ученые узнали, что железо-60 в антарктическом снегу не возникло на Земле? Возможно, на нашей планете было железо-60 в период ее младенчества, но весь этот редкий изотоп давно распался на Земле, пишут исследователи в исследовании. Испытания ядерной бомбы могли создать железо-60 и рассеять его по всей планете, но расчеты показали, что количество изотопа, полученного в результате таких испытаний, было бы намного меньше, чем количество железа-60, обнаруженного в снегу Антарктиды.
Железо-60 также производится в ядерных реакторах; однако количество изотопа, которое генерируют реакторы, является «незначительным» и ограничивается реакторами, где он производится, считают ученые. На сегодняшний день даже серьезные ядерные аварии, такие как авария на АЭС "Фукусима-дайити" в 2011 году, не приводят к попаданию железа-60 в окружающую среду в измеримых количествах, согласно исследованию.
Ранее железо-60 на Земле было найдено только в древних глубоководных отложениях или в скалах, которые возникли в космосе, «как метеориты или на луне», ученые сообщили онлайн 12 августа в журнале Physical Review Letters.
«Исключая земные и космогенные источники, мы заключаем, что впервые обнаружили недавно появившееся в Антарктике железо-60 с межзвездным происхождением», - пишут исследователи.
