來自澳大利亞國立大學核物理學家安東·沃納(Anton Wallner)帶領的一組科學家發現,地球可能正在一顆超新星爆炸後留下的,溫度高達6000度的巨大星際雲中裸奔,經受著超新星「碎片」的轟擊。
超新星是大質量恆星進入生命末期,燃料消耗殆盡後發生急劇引力塌陷,觸發一系列失控核聚變反應發生的巨大爆炸,釋放的能量相當於太陽燃燒一生所產生的能量總和,可以點亮整個星系。
超新星爆炸後,恆星的外層物質以十分之一光速向外拋射,形成氣體和塵埃構成的殼狀結構,成為形成行星的重元素,包括鐵的來源。
根據此前的研究,我們的太陽系正在穿過一片來源不明,名叫本星際雲(LIC) 的區域。本星際雲由氣體、塵埃和等離子體組成,跨度約30萬光年,溫度高達6000度,比太陽表面溫度還高,只是由於非常稀薄——每立方厘米只有有0.26個原子,所以對我們的地球沒有什麼影響。太陽系已經在其中航行了至少數萬年,目前仍處於該星際雲中,可能還有一兩萬年才能走出去。
沃納的研究發現,這片星際雲中可能還包含了一顆超新星爆炸殘留的碎片。
在來自地球海底的樣本中,沃納分別在600萬年、260萬年及33000年前的沈積物中發現了鐵-60同位素。這是一種放射性同位素,半衰期是260萬年,這意味著它只需1500萬年的時間幾乎就會完全衰變掉。
而地球已形成了45億年,所以不可能再有原初形成的鐵-60,如果在地球上任何地方發現鐵-60 ,肯定都是外太空的超新星來源。這意味著在600萬年和260萬年前,超新星的碎片就落到了我們地球上。
但在最近33000年的沈積物中發現的鐵-60,情況則有些複雜。
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根據美國NASA先進成分探測器衛星(ACE)發布的數據,在長達17年的運行時間裡,它發現地球周圍太空中存在鐵-60的痕跡;而最近在南極的雪中,也發現了過去20年里來自太空的鐵-60;美國阿波羅任務從月球帶回的樣本中,也發現了鐵-60的存在。
在整個33000年的時間段里,這些樣品鐵-60的含量都非常穩定,以每年每平方厘米3.5個原子的速度沈積在地球上,遠低於地球的自然本地速度。這表明本星際雲可能並不是起源於超新星爆炸,這些鐵有可能來自100萬年前爆炸的一顆超新星,其碎片和本星際雲合在了一起,科學家們檢測到的,可能就是這顆超新星爆炸的某種回聲。
這項研究發表在《美國國家科學院院刊》上。