太阳系穿过云的超新星残骸:研究

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一个国际科学家小组在3.3万年前至今的深海沉积物中发现了星际铁60,这是一种半衰期为260万年的放射性同位素,主要由大质量恒星产生并在超新星爆炸中喷射出来。

通过本地星际云太阳系移动。图片来源:NASA /阿德勒/芝加哥大学/卫斯理。

在大质量恒星中合成的放射性元素通过恒星风和超新星爆炸被喷射到太空中,我们的太阳系在星际介质中运动,收集这些太阳系外的产物。

其中一种产品就是铁-60。由于它不是地球上自然产生的,这种放射性同位素的存在是过去几百万年内超新星爆炸的敏感指标。

澳大利亚国立大学(Australian National University)的安东·沃纳(Anton Wallner)博士和同事此前曾在大约260万年前发现过铁-60的痕迹,也可能在大约600万年前发现过另一种痕迹,这表明我们的星球曾穿过附近超新星产生的沉降云。他们还在阿波罗12号、15号和16号任务返回地球的月球土壤样本,以及来自南极的雪样本中发现了这种稀有同位素。

“在过去的几千年里,太阳系一直在穿过一团密度更大的气体和尘埃云,这团云被称为局部星际云,其起源尚不清楚,”他们说。

“如果这片云是在过去几百万年里由一颗超新星产生的,它就会包含铁60,所以我们决定寻找更近期的沉积物来找到答案。”研究人员使用极其灵敏的质谱仪,搜索了来自两个不同地点的几个深海沉积物,这些沉积物可以追溯到33000年前。

他们发现了铁-60的明显痕迹;它的分布与地球最近穿过当地星际云的旅行相吻合,但是放射性同位素在更早的时候就扩散了,在整个33000年的测量期间都是如此。

作者说:“在当前的星际云中,与太阳系的时间缺乏相关性似乎提出了更多的问题,而不是答案。”“首先,如果这片云不是由超新星形成的,那么它来自哪里?”第二,为什么铁-60在宇宙中如此均匀地分布?”

“最近的一些论文表明,被困在尘埃颗粒中的铁60可能会在星际介质中反弹,”沃纳说。“所以铁60可能来自更古老的超新星爆炸,我们测量的是某种回声。需要更多的数据来解决这些细节问题。”

一篇关于该发现的论文发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)网站上。

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