Международная группа ученых из Мюнхенского технического университета (МТУ) обнаружила редчайший изотоп железа — железо-60 — в снегах Антарктики. Естественным путем это вещество образуется впоследствии грандиозных звездных взрывов, и лишь ничтожное количество этого изотопа достигает Земли с отдаленных звезд.
Фото: UIG / ТАСС
Фото: UIG / ТАСС
До сих пор железо-60 находили лишь в осадочных породах на дне океана, куда оно попало более миллиона лет назад. Ученые предполагают, что изотоп, найденный в Антарктике, попал на Землю из местного межзвездного облака, через которое в настоящее время проходит Солнечная система.
Ежегодно на Землю осыпается несколько тысяч тонн космической пыли. В основном ее частички отлетают от астероидов и комет внутри Солнечной системы, чуть реже — от отдаленных звезд. На Земле же не существует каких-либо источников железа-60. Этот изотоп образуется исключительно в ходе вспышек сверхновых звезд либо в результате реакций космической радиации с космической пылью.
Первое свидетельство железа-60 на Земле было обнаружено в глубоководном донном осадке командой МТУ 20 лет назад. Среди членов исследовательской группы был доктор Гюнтер Коршинек, который предположил, что следы звездных взрывов могли быть найдены в чистом, нетронутом антарктическом снегу. Чтобы проверить это предположение, доктор Зепп Кипфштуль из Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера собрал 500 кг снега в районе арктической станции Конен и затем перевез его в Мюнхен для исследований. Там группа ученых расплавила снег и отделила талую воду от твердых компонентов, которые были затем обработаны в Центре имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф: количество железа, обнаруженного среди них, исчислялось миллиграммами.
В ускорителе в Гаршинге, близ Мюнхена, Коршинек и его коллега Доминик Колль обнаружили пять атомов железа-60. «Наш анализ позволил нам исключить космическую радиацию, тестирование ядерного оружия и катастрофы на ядерных реакторах как источники изотопа железо-60,— констатирует Колль.— Поскольку на Земле нет естественных источников этого радиоактивного изотопа, мы поняли, что железо-60, вероятно, родом со сверхновой».
Исследовательской группе удалось также относительно точно определить, когда обнаруженные атомы железа-60 оказались на Земле: снежному слою, который они анализировали, не более 20 лет. Доминик Колль выдвинул предположение, что железо-60, найденное в антарктических снегах, происходит из межзвездного облака: например, из скопления газовых облаков, в которых на данный момент находится Солнечная система.
«Солнечная система вошла в одно из таких облаков приблизительно 40 тыс. лет назад,— рассказывает Коршинек,— и через несколько тысяч лет из него выйдет. Если верна гипотеза о газовом облаке, значит, материал из толщи льда возрастом более 40 тыс. лет не будет содержать межзвездное железо-60. Так можно было бы удостовериться в том, что Солнечная система тогда вошла в газовое облако. Для ученых, исследующих окрестности Солнечной системы, мы сделали просто прорывное открытие».
По материалам DominikKoll, GuntherKorschinek, ThomasFaestermann, J.M. Gmez-Guzmn, SeppKipfstuhl, SilkeMerchel, Jan M. Welch. Interstellar Fe60 inAntarctica. Журнал PhysicalReviewLetters, август 2019 г.