海洋結殼中的放射性物質可能來自附近的恆星爆炸
天文學家可能已經找到了一種解釋，解釋了在地球海洋地殼深處發現的一種奇怪的放射性物質的起源。今天發表在《自然》雜誌上的一項最新研究表明，大部分被稱為鐵-60的物質似乎來自數百萬年前發生的兩次超新星爆炸。這次爆炸似乎是近幾百萬年來最接近地球的一次。
“我們在這裡找到的鐵-60一定都來自外太空。”
在這項研究之前，鐵-60在地球上的存在一直讓科學家感到困惑。放射性物質的半衰期為260萬年，這意味著樣品中一半的物質衰變所需的時間。因為地球和其他附近的行星被認為是在45億年前形成的，所以任何在太陽系最初幾年形成的鐵-60現在都早已消失。”柏林理工學院的天體物理學家、研究報告的作者迪特爾·佈雷奇沃特說：“我們在這裡發現的所有鐵-60肯定都來自外太空。”。
超新星是大質量恆星耗盡燃料時發生的巨大恆星爆炸，長期以來一直被認為是鐵-60的來源。當一顆恆星爆炸時，它的核心會坍塌，導致恆星內部形成不同型別的元素。”伊利諾伊大學的天文學家布萊恩·菲爾茲說：“超新星是元素工廠。”在恆星的生命和超新星爆炸過程中，新的元素被創造出來，你得到的一件事就是放射性——不穩定的核，會在一段時間內衰變。”
這一關於地球鐵-60起源的理論啟發了佈雷奇沃特去確定哪些超新星爆炸可能是這種元素存在的原因。為了弄清楚這一點，他和他的團隊沒有直接觀察超新星，但他們觀察了移動數百光年之外的其他恆星的運動。這些恆星位於太陽系周圍一個橫跨數百光年的熱氣體區域——區域性氣泡內。當地的氣泡被認為是超新星爆炸後留下的，研究人員認為形成氣泡的一些恆星死亡可能也傳播了鐵-60。
模擬鐵-60的分佈情況(邁克爾·舒勒裡奇）
研究人員利用歐洲航天局（European Space Agency）的“河馬”（Hipparcos）衛星提供的資料，重點研究了距離地球約300至400光年的當地氣泡內的一個移動星團。根據恆星的性質，研究小組能夠確定星團的年齡，以及它曾經經過我們的太陽系附近。透過計算整個星團的質量分佈，研究人員還意識到，星團中一些較大的恆星肯定已經爆炸了。”我們可以從現存的恆星中計算出過去一定有多少高質量恆星。
兩顆超新星被認為貢獻了大約一半的鐵-60
最終，研究小組發現，星團中的16顆超新星是形成區域性氣泡的原因，但只有兩次最近的爆炸將鐵-60帶到了我們的星球。”爆炸距離越遠，到達地球的鐵就越少。最近的一次爆炸被認為發生在230萬年前，距離我們的太陽系大約296光年遠；另一次爆炸發生得更近，大約150萬年前，距離地球313光年。這兩顆超新星被認為貢獻了地球深海結殼中發現的鐵-60的一半。
Fields稱，Breitschwerdt的工作都是理論上的，因此研究結果並不能確定這些超新星是否發生。這意味著還有其他可能的情況可以解釋鐵-60是如何到達地球的。但菲爾茲說，這項研究描繪了一幅非常一致的畫面，在我們的銀河系鄰居是如何形成的背景下，元素可能是如何來到這裡的。”菲爾茲說：“他們甚至對超新星在天空中的來源有具體的建議。”這是一件不錯的偵探作品。”
- 發表於 2021-05-04 03:16
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