Aναζητώντας την σκόνη σβησμένων άστρων στο χιόνι

Posted on 13/08/2019

0


Το ισότοπο του σιδήρου 60Fe που βρέθηκε στο χιόνι της Ανταρκτικής δημιουργήθηκε από τις εκρήξεις κοντινών υπερκαινοφανών αστέρων (σουπερνόβα) κατά το παρελθόν. Το εύρημα αυτό μπορεί να βοηθήσει την σχετική έρευνα για την προέλευση και τη δομή των διαστρικών νεφών.

Οι κινήσεις του ηλιακού μας συστήματος και του Τοπικού Διαστρικού Νέφους

Κάποιες φορές τα τελευταία 20 εκατομμύρια χρόνια, ένα ή περισσότερα άστρα στην γειτονιά του ηλιακού μας συστήματος κατέληξαν σε σουπερνόβα δημιουργώντας νέφη αερίων και σκόνης εμπλουτισμένα με ραδιοϊσότοπα. Καθώς το ηλιακό σύστημα διέρχεται μέσα από ένα τέτοιο νέφος, η σκόνη του πέφτει στην επιφάνεια της Γης και κάτω από ορισμένες συνθήκες είναι δυνατόν να συσσωρευτεί σε τέτοια ποσότητα ώστε να είναι ανιχνεύσιμα τα διάφορα ισότοπα που περιέχονται σ’ αυτή.

Ο Dominik Koll και οι συνεργάτες του από το Πανεπιστήμιο του Μονάχου, ανακάλυψαν στην Ανταρκτική την ύπαρξη τέτοιας μεσοαστρικής σκόνης διαμέσου του σπάνιου ισοτόπου 60Fe (με χρόνο ημιζωής 2.6 Myr). Το γεγονός αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στον ακριβέστερο εντοπισμό της πηγής της σκόνης και να μας αποκαλύψει την ιστορία των αλληλεπιδράσεων του ηλιακού συστήματος με το διαστρικό περιβάλλον του. Ο Koll και οι συνεργάτες του συνέλεξαν 500 κιλά χιονιού, το έλιωσαν και απομόνωσαν τις στερεές ουσίες – ελάχιστες ποσότητες μετάλλων όπως ο σίδηρος – που περιέχονταν σ’ αυτό. Στη συνέχεια χρησιμοποιώντας έναν φασματογράφο μάζας μέτρησαν την παρουσία του 60Fe και του ισοτόπου του μαγγανίου 53Mn.

S. Kipfstuhl/Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research

Το ισότοπο του μαγγανίου παράγεται μαζί με το ισότοπο 60Fe όταν οι κοσμικές ακτίνες βομβαρδίζουν τη διαπλανητική σκόνη. Αλλά οι ερευνητές βρήκαν πέραν του αναμενομένου, πολύ περισσότερη ποσότητα 60Fe σε σύγκριση με το 53Mn από αυτή την «τοπική» πηγή. Η ομάδα υπολόγισε επίσης το ενδεχόμενο το χιόνι να είχε μολυνθεί από 60Fe ανθρωπογενούς προέλευσης – πυρηνικά όπλα, πυρηνικούς αντιδραστήρες και επιταχυντές. Διαπίστωσαν ότι η παρουσία τεχνητά παραγόμενων ισοτόπων είναι αμελητέα. Η πιο πιθανή πηγή 60Fe είναι η διαστρική σκόνη, η οποία εμπλουτίζεται με το συγκεκριμένο ισότοπο από τα σουπερνόβα.

Η υπολογιζόμενη εισροή 60Fe αντιστοιχεί σε εκείνη που συνάγεται για άλλες αποθέσεις διαστημικής σκόνης που βρίσκονται σε ιζήματα ωκεανού και στην επιφάνεια της Σελήνης. Ψάχνοντας και για άλλα ραδιοϊσότοπα σε παλαιότερους πυρήνες πάγου οι ερευνητές θα μπορούσαν να βρουν πότε και πού συνέβησαν οι εκρήξεις σουπερνόβα και πότε το ηλιακό σύστημα εισήλθε στο τοπικό διαστρικό νέφος.

πηγή: https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.123.072701https://www.gams.ph.tum.de/fileadmin/w00bjs/www/Master_Thesis_Dominik_Koll.pdf