Оказалось, Земля уже десятки тысяч лет аккумулирует радиоактивную пыль из окружающего космического пространства.
Международная научная группа под руководством специалистов Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе обнаружила следы радиоактивного железа-60 в слоях антарктического льда, возраст которых составляет от 40 до 80 тысяч лет.
Как сообщили ученые в исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, данный изотоп не имеет естественных источников происхождения на Земле и попадает на планету из глубокого космоса.
Кроме того, полученные данные указывают на то, что Солнечная система в настоящее время продолжает свое движение через разреженное местное межзвездное облако, содержащее вещество от взрыва древней сверхновой.
Переполнена тяжелой водой: комета 3I/ATLAS оказалась посланцем из ранней Вселенной
В составе 3I/ATLAS нашли аномально высокое содержание дейтерия: что это такое и о чем говорит
Космический реактор: в комете 3I/ATLAS нашли следы термоядерного топлива
По оценкам ученых, железо-60 рождается в недрах массивных звезд и выбрасывается в межзвездную среду в момент их гибели. Ранее этот изотоп находили в океанических отложениях, возраст которых исчисляется миллионами лет, что специалисты связывали с близкими вспышками сверхновых в далеком прошлом.
Однако несколько лет назад железо-60 было зафиксировано в сравнительно молодом антарктическом снеге. Поскольку в последние тысячелетия вблизи Земли не происходило масштабных звездных взрывов, возникла гипотеза, что планета собирает радиоактивную пыль, накопленную внутри межзвездного облака, через которое движется Солнце.
Для проверки этой версии исследователи обратились к архивам Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера, полученным в рамках европейского проекта EPICA. Ученые изучили образцы льда, сформировавшиеся 40–80 тысяч лет назад. Этот период соответствует времени вхождения Солнечной системы в местное межзвездное облако.
Сейчас система находится ближе к его внешнему краю и, по расчетам, покинет его пределы в течение нескольких тысяч лет.
Технологический процесс выделения изотопа потребовал масштабной подготовки. Около 300 килограммов антарктического льда доставили из Бремерхафена в Дрезден, где после многоступенчатой химической обработки от исходного объема осталось несколько сотен миллиграммов сухой пыли.
На этапе подготовки в лаборатории ускорительной масс-спектрометрии DREAMS образцы проверяли на содержание изотопов бериллия-10 и алюминия-26. Эти элементы имеют известную концентрацию в ледниках, что позволило ученым контролировать точность обработки проб и исключить потерю нужного вещества.
Финальную стадию измерений провели на установке HIAF в Австралийском национальном университете. Данный комплекс с помощью системы магнитных и электрических фильтров способен выделять считаные атомы железа-60 из образцов, содержащих десятки триллионов атомов других элементов.
Сравнение данных из древнего льда, современного снега и глубоководных отложений показало, что поток изотопа на Землю был неоднородным. В период от 40 до 80 тысяч лет назад железа-60 выпадало меньше, чем в более поздние эпохи. Исследователи связывают это либо с прохождением через менее плотные участки межзвездного вещества, либо с особенностями структуры самого облака.
Динамика изменения сигнала в течение десятков тысяч лет подтверждает, что Земля взаимодействует именно с распределенной в облаке пылью, а не со слабеющим эхом отдельного взрыва.
Следующим этапом работы станет анализ еще более древних ледяных кернов в рамках проекта Beyond EPICA — Oldest Ice. Изучение слоев, образовавшихся до входа Солнечной системы в межзвездное облако, должно окончательно подтвердить связь между притоком изотопов и движением планеты в космическом пространстве.