Kosmiczna historia uwięziona w lodach Antarktydy. Żelazo-60 zdradza wędrówkę Układu Słonecznego sprzed 80 tysięcy lat

Zamiast kierować teleskopy ku odległym gwiazdom, astrofizycy odnaleźli ślady dawnych wybuchów supernowych w najgłębszych warstwach polarnego lodu. Wyniki badań opublikowane w Physical Review Letters dowodzą, że depozycja radioaktywnego izotopu żelaza-60 (60Fe) na powierzchni Ziemi ulegała wyraźnym wahaniom w ciągu ostatnich kilkudziesięciu tysiącleci. Te subtelne fluktuacje stały się bezpośrednim zapisem wejścia Układu Słonecznego w Lokalny Obłok Międzygwiazdowy (LIC).
Kosmiczna historia uwięziona w lodach Antarktydy. Żelazo-60 zdradza wędrówkę Układu Słonecznego sprzed 80 tysięcy lat

W bezpośrednim sąsiedztwie Układu Słonecznego zidentyfikowano kompleks około 15 odrębnych obłoków gazowo-pyłowych, powstałych najprawdopodobniej w wyniku dawnych eksplozji masywnych gwiazd. Zgodnie z modelami astrometrycznymi nasza heliosfera wkroczyła w obszar obecnego Lokalnego Obłoku Międzygwiazdowego stosunkowo niedawno – między 40 000 a 124 000 lat temu. Aby zweryfikować, czy przejście przez ten gęstszy ośrodek międzygwiazdowy pozostawiło mierzalny ślad w geochemicznym archiwum planety, zespół fizyków jądrowych i astronomów sięgnął po rdzenie lodowe z nienaruszonych pokryw Antarktydy.

W tym celu poddano analizie 300-kilogramową próbkę lodu datowaną na okres od 40 000 do 80 000 lat temu. Po stopieniu i żmudnej obróbce chemicznej wyizolowano śladowe ilości żelaza, a następnie – przy użyciu akceleratorowej spektrometrii mas (AMS) w Heavy-Ion Accelerator Facility na Australian National University – zliczono pojedyncze atomy izotopu 60Fe.

Wcześniejsze pomiary przeprowadzone na 500 kilogramach współczesnego śniegu oraz w młodych osadach oceanicznych sugerowały stały, podwyższony dopływ tego kosmicznego pyłu, co początkowo interpretowano jako wygasające „echo” potężnych deszczy supernowych sprzed milionów lat. Pomiary lodu sprzed 40–80 tysięcy lat przyniosły jednak zaskoczenie: stężenie 60Fe okazało się wyraźnie niższe niż obecnie, choć wciąż mierzalne.

Tak gwałtowny spadek depozycji w stosunkowo krótkiej skali astrofizycznej wyklucza wielomilionoletnie pozostałości dawnych supernowych, wskazując na zmienną strukturę lokalnego ośrodka międzygwiazdowego. Zmiana strumienia pyłu precyzyjnie koreluje z momentem wlotu Układu Słonecznego w obecny obłok gazowy w badanym oknie czasowym. Choć zmierzona koncentracja izotopu jest niższa, niż zakładałyby modele bezpośredniego wyrzutu z młodej supernowej, badania te otwierają nowy rozdział w astrofizyce laboratoryjnej: dalsza analiza głębszych pokładów lądolodu pozwoli precyzyjnie zrekonstruować strukturę, gęstość i historię obłoków międzygwiazdowych, przez które nasza planeta podróżowała na przestrzeni dziejów.

Napisane przez

Monika Wojciechowska

Redaktor
Najbliższe są mi tematy związane z technologią, gadżetami, nowoczesnym AGD i motoryzacją. Interesują mnie rozwiązania, które nie tylko dobrze wyglądają na papierze, ale przede wszystkim realnie wpływają na komfort, wygodę i sposób, w jaki korzystamy z technologii na co dzień. Ukończyłam studia dziennikarskie oraz szkolenia z zakresu sztucznej inteligencji. Prywatnie uwielbiam gry i muzykę.