Około dwóch milionów lat temu w pobliżu naszego Układu Słonecznego eksplodowała supernowa: ślady tego wybuchu do dzisiaj znajdowane są pod postaciąż izotopu żelaza na dnie oceanicznym. Teraz naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Monachium (TUM) wraz ze współpracownikami z USA odkryli zagęszczenia tego samego żelaza z supernowej także w próbkach księżycowych. Według badaczy źródłem obu odkryć jest ta sama eksplozja.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Pod koniec cyklu swojego życia masywne gwiazdy ulegają kataklizmicznej eksplozji, wskutek której duże ilości materii gwiezdnej bogatej w nowopowstałe pierwiastki wyrzucane są w przestrzeń międzygwiezdną.
Jedna lub więcej takich supernowych miało miejsce stosunkowo blisko naszego układu planetarnego około dwóch milionów lat temu. Dowody tego wydarzenia znajdowane są na Ziemi w formie lokalnych zagęszczeń izotopu żelaza 60Fe wykrywanych w próbkach osadów z dna oceanicznego i skorupy dna Oceanu Spokojnego.
Dowody są bardzo przekonujące: Radioaktywny izotop żelaza 60Fe powstaje praktycznie tylko podczas eksplozji supernowych. Przy czasie połowicznego rozpadu wynoszącym 2,62 mln lat, stosunkowo krótkim w porównaniu z wiekiem Układu Słonecznego, jakikolwiek radioaktywny 60Fe powstały w czasie narodzin Układu Słonecznego już dawno rozpadłby się na stabilne pierwiastki i nie możnaby go było znaleźć na Ziemi.
Próbki księżycowe z misji Apollo
Hipoteza mówiąca o pochodzeniu pierwiastków z wybuchów supernowych została przedstawiona w 1999 roku przez naukowców z Uniwersytetu Technicznego w Monachium, którzy znaleźli wstępne dowody takiego wydarzenia w skorupie ziemskiej na dnie oceanu. Teraz ich przypuszczenia zostały wzmocnione kolejnymi dowodami: fizycy z TUM wraz ze współpracownikami z USA odnaleźli nietypowo wysokie zagęszczenia żelaza 60Fe w próbkach księżycowych.
Próbki zostały zebrane w latach 1969-72 podczas załogowych misji Apollo 12, 15 i 16.
Możliwe, że żelazo 60Fe może powstawać na Księżycu wskutek bombardowania cząstkami kosmicznymi, bowiem nie rozpadają się one podczas zderzeń z cząsteczkami w atmosferze, jak to ma miejsce na Ziemi. Zamiast tego bezpośrednio uderzają w powierzchnię Księżyca co może prowadzi do zmian w pierwiastkach tworzących wierzchnią warstwę. „Jednak ten proces może się przyczynić do powstania bardzo niewielkiej części znalezionego przez nas 60Fe,” tłumaczy dr Gunther Korschinek, fizyk z TUM oraz naukowiec z Cluster of Excellence Structure and Origin of the Universe.
„Dlatego też zakładamy, że znalezione przez nas żelazo 60Fe zarówno w próbkach ziemskich jak i księżycowych ma to samo pochodzenie: te osady stanowią materię powstałą w gwiazdach w procesie wybuchu jednej lub kilku supernowych,” mówi dr Korschinek.
Z uwagi na fakt, że Księżyc jest bardziej wiarygodnym źródłem informacji o przeszłości układu słonecznego niż Ziemia, naukowcy byli w stanie określić po raz pierwszy w historii górne ograniczenie ilości żelaza 60Fe, ktore musiało dotrzeć do Księżyca. Oprócz innych wniosków, taka informacja pozwala badaczom określić odległość supernowej w momencie eksplozji: „Zmierzony przeplyw żelaza 60Fe odpowiada eksplozji do której mogło dojść około 300 lat świetlnych od Ziemi,” mówi Korschinek. „Taka wartość dobrze zgadza się z niedawnymi teoretycznymi szacunkami opublikowanymy w periodyku Nature.”
Próbki księżycowe były badane za pomocą spektrometru masowego w Maier-Leibnitz Laboratory pod Monachium.
Więcej informacji:
- artykuł naukowy: DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.151104
Źródło:TUM/phys.org