Антарктида — одно из самых нетронутых мест на планете. Благодаря негостеприимной природе и естественной изоляции она является очень привлекательным для астрономов местом, где можно найти метеориты и другие объекты, падающие с неба. В условиях вечной мерзлоты космические частицы хорошо сохраняются, чем и привлекают исследователей.
Группа астрономов из Германии и Австрии недавно провела большое исследование, в рамках которого было собрано почти полтонны снега, выпавшего за последние 20 лет. Проанализировав всю пыль и крупинки, найденные в снегу, они обнаружили подозрительное количество железа-60. Этот конкретный радиоактивный изотоп железа не мог естественным образом оказаться в антарктических льдах, а значит пришел из космоса. Более того, ученые подозревают, что изотоп мог быть частью сверхновой, взорвавшейся в недавнем космическом прошлом.
Наша солнечная система находится в одном из рукавов Млечного Пути и вращается вокруг галактического центра каждые 230 миллионов лет. Астрономы подозревают, что в процессе своего долгого путешествия по окрестностям галактики Солнце и Земля прошли сквозь облако частиц, оставленное сверхновой. Эти частицы и пыль попали в атмосферу земли и хорошо сохранились в арктических льдах.
Железо того же типа было обнаружено на дне некоторых морей и в других древних породах, но возраст их был значительно больше — миллионы лет. Это первая находка межзвездного железа, сделанная за последние годы, и она может пролить больше света на то, где именно и когда возникла сверхновая, породившая этот металл.
Железные охотники
Чтобы проанализировать космическую пыль, которую они искали, астрономы растопили 500 килограмм антарктического снега. Затем они пропустили его через инструмент, называемый масс-спектрометром, чтобы определить точный химический состав образов. Результат показал им не только железо и марганец, но и конкретно железо-60 и марганец-53. Эти особые изотопы или разновидности элементов имеют другое количество частиц в ядре, чем обычные атомы железа или марганца (большая часть железа - это железо-56, а большая часть марганца - это марганец-55). Оба радиоактивны. Это означает, что они нестабильны и в какой-то момент распадутся на другие атомы, хотя железу-60 для этого потребуется 2,6 миллиона лет.
Как только астрономы обнаружили железо-60 и марганец-53, она задались вопросом, откуда они взялись. Космос был одним из вариантов, и на самом деле такая комбинация элементов часто возникает, когда космические лучи сталкиваются с пылью, заполняющей Солнечную систему. Однако когда это происходит, ученые ожидают увидеть определенное соотношения железа и марганца, и это не то соотношение, которое исследователи обнаружили в антарктическом снегу. В космосе образуется значительно меньше железа-60, чем было обнаружено в образцах.
Затем они проверили, может ли избыточное железо поступать из местного источника — радиоактивных осадков от ядерного оружия или электростанций, расположенных южнее места сбора образцов. Но дальнейшие исследования показали, что количество железа-60, которое ученые должны ожидать от таких источников, ничтожно мало и не может объяснить найденного количества.
Подобное железо-60 исследователи находили в более старых породах, врезанных в морское дно или даже на Луне. В этих случаях они приписывают его образование давней сверхновой, умирающей звезде, взрыв которой породил бы всевозможные экзотические элементы, включая железо-60. Но знание того, что этот элемент все еще попадает на Землю, может помочь астрономам связать давнее падение железа с тем, которое, вероятно, все еще происходит, и выяснить, где и когда взорвалась сверхновая. Возможно, наша планета все еще проходит по следам некогда появившейся сверхновой.