Вчені пояснили, звідки в океанах Землі з’явився плутоній, зазначивши, що його походження пов’язане з давнім вибухом, частинки якого потрапляють на нашу планету.
Катастрофа сталася 100 мільйонів років тому.
Дослідники повідомили, що атоми плутонію, виявлені на дні океану, ймовірно, є наслідком космічного катаклізму, що стався 100 мільйонів років тому. Вони зазначили, що цей радіоактивний «зоряний пил» продовжує падати на Землю, як повідомляє Science Alert.
Цей пил є залишками давньої події, ймовірно, зіткнення двох нейтронних зірок. Такі зіткнення викликають яскраві вибухи, відомі як кілонові, які формують одні з найважчих і найцінніших елементів у Всесвіті.
Це не перший випадок, коли вчені пов’язують вибух кілонової з незвичайними сигналами, виявленими на морському дні. Проте нові відкриття, зроблені фізиком Домініком Коллом із Дрезден-Россендорфського центру ім. Гельмгольца та його колегами, можуть допомогти встановити час цієї події.
«Наші результати свідчать про те, що плутоній утворився внаслідок дуже рідкісних космічних вибухів, таких як ті, що відбуваються під час злиття двох нейтронних зірок або в надзвичайно енергійних наднових. З того часу він розповсюдився по всьому міжзоряному середовищу», — зазначив фізик Антон Вальнер.
Плутоній є одним із найважчих елементів у Всесвіті. Ізотоп, який вчені виявили в рамках нового дослідження, — плутоній-244, — вважається, що він утворюється лише під час рідкісних космічних подій, здатних наситити атоми нейтронами. Під час цього швидкого процесу захоплення нейтронів, або r-процесу, атомні ядра швидко поглинають нейтрони й стають важчими, формуючи одні з найважчих елементів Всесвіту. Одним із основних кандидатів на роль джерела є кілонова — вибух, що виникає під час зіткнення двох нейтронних зірок.
Вважається, що будь-який плутоній-244, виявлений на Землі, має космічне походження. Однак проблема полягає в тому, що період напіврозпаду плутонію-244 становить лише близько 81 мільйона років. Таким чином, будь-який первинний плутоній, що потрапив до складу Землі під час формування Сонячної системи, мав би давно розпастися.
У деяких частинах океану зустрічається залізомарганцева кора. Вона росте повільно, міліметр за міліметром, накопичуючись протягом мільйонів років і зберігаючи в кожному шарі знімок навколишнього середовища. По суті, це запис частинок, що осіли на дні моря, який вчені використовують для вивчення космічного середовища навколо нашої планети.
Дослідники вважали, що плутоній-244 у ділянці залізомарганцевої кори є свідченням вибуху r-процесу, що стався приблизно 3,5 мільйона років тому. Проте в новому дослідженні вчені дійшли інших висновків.
Замість того, щоб спиратися на кількість плутонію-244, вони шукали ознаки іншого радіоактивного ізотопу, який повинен утворюватися разом із плутонієм під час вибухів r-процесу — кюрій-247, період напіврозпаду якого становить 16 мільйонів років.
Використовуючи зразок залізомарганцевої кори, видобутий у 1976 році з глибини 4830 метрів під Тихим океаном, вчені шукали плутоній-244, кюрій-247 та залізо-60, яке також має космогенне походження.
Період напіврозпаду заліза-60 становить лише 2,6 мільйона років. Раніше вчені вважали, що його присутність є свідченням наявності уламків від вибухів наднових, які відбулися 2,5 та сім мільйонів років тому відповідно.
«Залізо-60 — це явна ознака звичайних наднових, тому ми шукали як залізо-60, так і плутоній-244 та порівнювали їхні сліди», — зазначив Колл. Якби плутоній-244 утворився під час відносно недавньої події, сліди кюрія-247 все ще мали б бути присутніми в корі. Проте вчені не виявили жодних переконливих доказів цього.
Дослідники вважають, що плутоній походить із набагато давнішої події — r-процесу, уламки якого давно розсіялися в міжзоряному просторі. Кюрій-247, що утворився одночасно з ним, розпався б, тоді як певна кількість плутонію-244 збереглася, оскільки його розпад відбувається набагато повільніше.
Точно визначити, результатом якого вибуху він є, неможливо. Проте вчені припускають, що він, найімовірніше, стався внаслідок давнього рідкісного r-процесу, серед основних кандидатів на який фігурує кілонова, і що це сталося понад 100 мільйонів років тому. І зараз Земля проходить крізь уламки, що залишилися після цього вибуху.
Раніше дослідники заявили, що вибух наднової, який стався неподалік від Землі, міг назавжди змінити планету. За словами вчених, цей вибух міг сприяти буму біорізноманіття.