Международная группа ученых под руководством исследователей из Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф обнаружила в антарктическом льду редкий изотоп железа, который мог попасть на Землю из межзвездного облака пыли, оставшегося после взрывов сверхновых. По словам авторов, находка позволяет проследить, как Солнечная система перемещалась через локальную межзвездную среду на протяжении десятков тысяч лет. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).
Речь идет об изотопе железо-60 — редкой разновидности железа, которая практически не образуется естественным путем на Земле. Такой изотоп возникает при экстремальных астрофизических процессах, например во время взрывов сверхновых.
Период полураспада железа-60 составляет около 2,6 миллиона лет. Это означает, что изотоп, существовавший во времена формирования Земли, давно распался. Поэтому любое обнаруженное сегодня железо-60 должно было попасть на планету сравнительно недавно — из космоса.
Ранее ученые уже находили следы железа-60 в океанических отложениях и свежем антарктическом снегу. Теперь исследователи решили проверить, насколько глубоко во времени уходит этот сигнал.
Для этого команда использовала ледяные керны, полученные в рамках европейского проекта European Project for Ice Coring in Antarctica. Ученые проанализировали почти 300 килограммов льда возрастом от 40 до 81 тысячи лет.
Лед растопили, выделили остаточные частицы и подсчитали количество атомов железа-60. Оказалось, что концентрация изотопа превышает уровень, который можно объяснить только воздействием космических лучей. Это указывает на внеземное происхождение вещества.
Исследователи связывают находку с так называемым Локальным межзвездным облаком — областью газа, пыли и плазмы, через которую сейчас движется Солнечная система. Предполагается, что это облако было сформировано древними вспышками сверхновых и до сих пор содержит частицы, богатые железом-60.
Интересно, что концентрация изотопа в древнем льду оказалась ниже, чем в современном снегу. По мнению авторов, это означает, что Солнечная система постепенно перемещалась из более разреженной области облака в более плотную, насыщенную пылью сверхновых.
«Полученные результаты показывают, что Локальное межзвездное облако может быть своеобразным космическим архивом железа-60, произведенного сверхновыми», — пишут исследователи.
По оценкам команды, Солнечная система могла двигаться через это облако как минимум последние 80 тысяч лет. Антарктический лед при этом сохранил своеобразную «запись полета», позволяющую изучать структуру межзвездной среды прямо на Земле.
Авторы подчеркивают, что даже несколько атомов железа-60 в древнем льду способны рассказать о событиях галактического масштаба и о том, через какие области Млечного Пути проходит наша планетная система.
Ранее новая находка на межзвездной комете 3I/ATLAS поразила ученых.