Земля движется сквозь облако радиоактивных обломков, оставшихся после взрыва древней звезды. К такому выводу пришла международная группа ученых из Дрезденско-Россендорфского центра имени Гельмгольца (HZDR), проанализировав антарктический лед возрастом десятки тысяч лет.
В образцах глубинного льда исследователи обнаружили изотоп железа-60 — редкую радиоактивную форму металла, которая рождается только в недрах массивных звезд и выбрасывается в космос при их взрыве. Это открытие стало ключом к разгадке давней тайны: откуда берется “звездная пыль”, которую Земля собирает на своем пути?
Как искали космические следы
Ученые исследовали ледяной керн возрастом от 40 до 80 тысяч лет, пробуренный в рамках европейского проекта EPICA. Около 300 килограммов антарктического льда перевезли в Дрезден, где после химической обработки осталось всего несколько сотен миллиграммов пыли. Затем с помощью ускорительной масс-спектрометрии из триллионов атомов выделили единичные атомы железа-60.
«Это как искать иголку на 50 000 футбольных стадионах, доверху забитых сеном. Машина находит иголку за час», — объясняет Аннабель Ролофс из Боннского университета.
Неожиданный вывод
Сравнив содержание железа-60 в древнем льду с более молодыми образцами снега и глубоководных отложений, ученые обнаружили парадокс: в период от 40 до 80 тысяч лет назад радиоактивного изотопа на Землю попадало меньше, чем сегодня. Это означает, что Солнечная система вошла в Местное межзвездное облако — гигантское скопление газа и пыли — относительно недавно, несколько десятков тысяч лет назад, и сейчас находится у его внешней границы. Покинуть облако мы должны в ближайшие несколько тысяч лет.
«Это говорит о том, что ранее мы находились в среде с более низким содержанием железа-60, или что само облако демонстрирует сильные колебания плотности», — поясняет доктор Доминик Колл из HZDR.
Прорыв в астрофизике
Главное открытие в том, что Местное межзвездное облако само содержит изотоп железа-60 и хранит его в течение длительных периодов. Это впервые позволяет ученым напрямую связать облака, окружающие Солнечную систему, с конкретным звездным взрывом и исследовать их происхождение.
«Наша идея заключалась в том, что Местное межзвездное облако содержит изотоп железа-60 и может хранить его в течение длительных периодов времени. По мере того как Солнечная система движется сквозь облако, Земля могла бы собирать этот материал. Однако в то время мы не могли это доказать», — объясняет доктор Колл.
Резкие изменения сигнала железа-60 за периоды в десятки тысяч лет позволили исключить альтернативные теории, включая гипотезу о том, что материал происходит от более старых взрывов сверхновых, затухавших миллионы лет.
В будущем ученые планируют изучить еще более древние ледяные керны, относящиеся к периоду до входа Солнечной системы в облако. Проект Beyond EPICA — Oldest Ice может дать образцы, датируемые еще более ранними эпохами, и пролить свет на космическое окружение нашей планеты в далеком прошлом.
Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Изображение: траектория движения Солнечной системы через Местное межзвездное облако. Профиль облака сохранился в виде межзвездного отпечатка пальца во льду Антарктиды. Источник: B. Schröder/HZDR/ NASA/Goddard/Adler/U.Chicago/Wesleyan
