Звезден прах от древна свръхнова откриха в Антарктика

Космически прах, открит в снега на Антарктида, вероятно е част от далечна свръхнова отделен преди милиони години. Междузвездното пътуване на праха в крайна сметка е донесло материала на Земята, където учените откриха древните прашинки.

Този прах се откроява, защото съдържа железен изотоп, наречен желязо-60, който обикновено се отделя от свръхнови, но е много рядък на Земята. (Изотопите са версии на елементи, които се различават по броя на неутроните в техните атоми.)

В търсенето на космически прах учените са анализирали повече от 500 килограма повърхностен сняг, който са събрали от район на Антарктида с голяма надморска височина, близо до немската станция Конен. На това място снегът е предимно без замърсяване от земния прах, съобщават изследователите в ново проучване.

След това разследващите са изпратили все още замръзналия сняг в лаборатория в Мюнхен, където той е стопен и филтриран, за да се изолират прахови частици, които могат да съдържат следи от материал от космоса. Когато учените изследвали отделения прах с помощта на ускорителен масспектрометър, те открили рeдкия изотоп желязо-60 – реликва на древна свръхнова.

Космосът е прашно място, богато на частици, отделени от свръхнови и от планети, астероиди и комети. В момента нашата Слънчева система преминава през голям облак космически прах, известен като Местния междузвезден облак (LIC), а частиците от този облак, открити на Земята, биха могли да разкрият много за това как нашето слънце и неговите планети взаимодействат с космическия прах.

За да разберат дали космическият прах идва от далечна свръхнова, учените първо трябва да изключат неговия произход от нашата слънчева система. Космическият прах, изхвърлен от планети и други тела, може да задържи желязо-60, но излагането на космическа радиация също създава друг изотоп: манган-53. Учените сравняват съотношенията на желязо-60 и манган-53 в зърната прах от Антарктида, като установяват, че количеството на манган е много по-ниско, отколкото би било, ако прахът е местен.

Все пак, как учените разбират, че желязото-60 в снега на Антарктида не произхожда от Земята? Може да е имало желязо-60 на нашата планета още в ранната й детска възраст, но целият този рядък изотоп отдавна се е разпаднал на Земята, пишат изследователите. Тестовете с ядрени бомби например, биха могли да създадат и разпръснат желязо-60 по цялата планета, но изчисленията показват, че количеството на изотопа, произведено от такива тестове, би било много по-ниско от количеството желязо-60, открито в снега на Антарктида.

Желязо-60 наистина се произвежда в ядрени реактори. Въпреки това, количеството изотоп, което реагира в реакторите, е „незначително“ и се ограничава само до реакторите, където е направено, казват учените. Към днешна дата дори сериозни ядрени аварии, като катастрофата на атомната електроцентрала Фукушима Даичи през 2011 г., не въведоха желязо-60 в околната среда в измерими количества, според авторите на проучването.

Преди това желязо-60 на Земята е било открито само в древни дълбочинни находища или в скали, образувани в космоса, „като метеорити или на Луната“, пишат учените в списанието Physical Review Letters.

„Като изключваме земните и космогенни източници [оформени от космическите лъчи], заключаваме, че за първи път открихме желязо-60 с междузвезден произход в Антарктида“, пишат изследователите.