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地球可能正在穿越一团超新星碎片,而我们却一无所知

 wenxuefeng360 2019-09-08

南极洲的雪中发现超新星星尘。

地球可能正在穿越一团超新星碎片,而我们却一无所知

太阳正携带着一众行星天体穿越星际气体(想像图)。NASA / Goddard / Adler / U. Chicago / Wesleyan

地球表面最纯洁的地方是南极洲。这个宜居行星表面最不宜居的大陆与世隔绝,却因此成为了天文学家的寻宝胜地。在那里,从天而降的陨石等天体碎片可以完好无损地保存多年。

最近,一些德国和奥地利的天文学家在1000磅的南极雪中发现了一些原本不属于地球,甚至不属于太阳系的东西。他们在这些20年间积累起来的雪中发现了超量的铁60同位素。

同位素是同一元素的不同“版本”,它们原子核里的中子数量各不相同。地球表面最常见的铁元素是铁56,也就是我们常见的铁。铁56的原子核拥有56个粒子(中子和质子),是铁元素中最稳定的同位素。但铁60的原子核内多出了4个中子,这使铁60变得不稳定。铁60的半衰期是260万年,每过260万年它就会减少一半。这减少的一半会通过释放出辐射,变成另外一种元素——钴60。

宇宙中的铁60大部分是超新星制造出来的。地球的年龄大约是45亿年,因此地球上的原生铁60实际上已经没有了,地球上今天自然存在的所有铁60都是后来外来的。

以往人们也曾在地球上发现过铁60,但这些铁60大多存在于海底等处的岩层中,它们降临到地球已经有几百万年,而年轻积雪中的铁60来到地球不会超过20年。

天文学家相信这些铁60只可能是某个超新星遗迹的一部分。因为虽然宇宙射线对太阳系尘埃的轰击也会产生铁60,但在这种情况下产生的铁60会和锰53同位素形成一个特殊的比例,而在这些南极积雪中,铁60的含量明显偏高。与此同时,这种铁60含量的偏高也无法用核试验或核电厂产生的南漂放射性尘埃来解释。

地球正跟随着太阳,以2.3亿年为周期环绕银河系中心运行。在此过程中如果遇到点什么都不奇怪。这些铁60或许表明,地球以及太阳系可能正在穿越一团超新星碎片,而且这个超新星的爆发时间可能也不算久远。

参考:

[Interstellar 60Fe in Antarctica] https://journals./prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.072701

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