В образцах антарктического ледяного керна возрастом от 40 до 80 тысяч лет снова обнаружено железо-60

Международная исследовательская группа недавно, проанализировав микроскопические радиоактивные элементы в древних антарктических льдах, обнаружила важную подсказку, документирующую путешествие Солнечной системы по космосу за последние 80 тысяч лет. Исследователи полагают, что эта глубоко погребённая во льдах “звёздная пыль” доказывает, что Земля на протяжении длительного времени получает вещество из межзвёздного пространства, и это вещество может помочь учёным приоткрыть завесу тайны над историей формирования межзвёздной среды вокруг Солнечной системы.

В центре исследования находится редкий радиоактивный изотоп под названием железо-60. Железо-60 не образуется в больших количествах в естественных условиях на Земле — оно обычно рождается в недрах массивных звёзд и выбрасывается в космическое пространство при взрыве сверхновой. Поэтому железо-60 долгое время рассматривается как важный “космический отпечаток” для изучения гибели звёзд и активности сверхновых.

Ранее научная группа уже обнаруживала следы железа-60 в более молодых образцах антарктического снега, однако его происхождение всегда оставалось предметом споров. Чтобы найти дальнейшие ответы, исследователи получили образцы антарктического ледяного керна возрастом от 40 до 80 тысяч лет и извлекли из них и проанализировали микроэлементы. Результаты показали, что в этих древних льдах также присутствует железо-60, причём характер его распределения демонстрирует заметные изменения.

Сравнив данные с образцами недавнего антарктического снега и данными из глубоководных осадочных отложений, учёные успешно реконструировали примерную траекторию изменения поступления железа-60 на Землю за последние 80 тысяч лет. Данные показывают, что поток железа-60 не был постоянным, а прошёл через этапы спада, пика и постепенного снижения.

Исследователи полагают, что такое изменение лучше всего объясняется одной гипотезой: Солнечная система проходит через межзвёздную область, называемую “Местным межзвёздным облаком”, и железо-60 представляет собой древние остатки сверхновых, хранящиеся в этом облаке. Когда Солнечная система движется по Галактике и входит в это межзвёздное облако, Земля непрерывно получает частицы железа-60, переносимые им.

Местное межзвёздное облако — это крайне разреженная структура из газа и пыли, окружающая Солнечную систему и являющаяся частью более крупной группы межзвёздных облаков вблизи Солнца. В настоящее время астрономы считают, что Солнечная система находится внутри этого облака. Новое исследование показывает, что эти облака, вероятно, тесно связаны с древними взрывами сверхновых, и железо-60 является свидетельством, оставшимся от этой истории.

Для выполнения данного исследования учёные обработали сотни килограммов образцов ледяного керна и использовали высокочувствительный масс-спектрометр для поиска чрезвычайно редких атомов железа-60. Одновременно они исследовали другие изотопы, такие как марганец-53, чтобы попытаться различить источники внутри и за пределами Солнечной системы.

Результаты анализа показали, что железа-60, образованного исключительно в результате столкновений космических лучей с пылью внутри Солнечной системы, недостаточно для объяснения наблюдаемого фактического количества. Поэтому исследовательская группа считает, что наиболее разумным источником избыточной части является пыль в межзвёздном пространстве, а Местное межзвёздное облако — наиболее соответствующее доказательствам объяснение на данный момент.

Учёные заявляют, что это открытие не только помогает подтвердить связь между Солнечной системой и Местным межзвёздным облаком, но и предоставляет новый инструмент для изучения происхождения самих этих межзвёздных облаков. В прошлом человечество в основном полагалось на телескопы для наблюдения далёких небесных тел при изучении истории космоса, а теперь микроскопические атомы, погребённые в земных льдах, также начинают рассказывать истории о прошлом Млечного Пути.

Исследователи отмечают, что если в будущем удастся получить данные за более длительные временные масштабы и с более высокой точностью, человечество сможет дополнительно реконструировать историческую траекторию прохождения Солнечной системы через различные области Галактики и проследить серию древних событий сверхновых, повлиявших на формирование окружающей среды в окрестностях Солнца.

Для астрономического сообщества эта межзвёздная пыль, замёрзшая в антарктических льдах, является не только реликтом момента гибели далёких звёзд, но и больше похожа на космическое письмо, преодолевшее десятки тысяч лет и записывающее долгое и непрерывное путешествие Солнечной системы по Млечному Пути.