Международная группа исследователей обнаружила, что геологические отложения на Земле содержат следы мощного космического события, произошедшего более 100 миллионов лет назад. Доказательством послужили редкие радиоактивные изотопы, выявленные в составе железомарганцевой корки, поднятой со дна Тихого океана.
Работа была проведена специалистами исследовательского центра Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (Германия) при участии экспертов из Австралийской организации ядерной науки и технологий (ANSTO) и Австралийского национального университета (ANU).
Ученые проанализировали образец океанической корки массой 1,9 кг, добытый в 1976 году с глубины 4 830 метров. Такие образования растут чрезвычайно медленно, накапливая химические элементы из океанической воды и космическую пыль, что превращает их в уникальные геологические архивы.
Анализ изотопов: плутоний-244 и загадка кюрия
В исследуемых слоях ученые обнаружили следовые количества плутония-244 (Pu-244) — радиоактивного изотопа с периодом полураспада около 81 миллиона лет. Общее количество вещества крайне мало: всего несколько сотен атомов, распределенных по различным пластам корки. При этом исследователи пытались обнаружить и кюрий-247 (Cm-247), который должен был образоваться вместе с плутонием в ходе тех же астрофизических процессов, однако его следов найти не удалось.
Сопоставление полученных данных позволило датировать событие: оно произошло более 100 миллионов лет назад, но временной интервал оказался недостаточно большим для того, чтобы плутоний полностью распался.
Килоновая и механизм нуклеосинтеза
Наиболее вероятным сценарием ученые называют килоновую — взрыв, вызванный слиянием двух нейтронных звезд. Именно в таких условиях происходит r-процесс (быстрый захват нейтронов), ответственный за синтез большей части тяжелых элементов во Вселенной, включая трансурановые элементы.
Важно отметить, что распределение плутония-244 в отложениях оказалось равномерным, без явных всплесков. Это опровергает гипотезу о кратковременном разовом событии (например, взрыве сверхновой) и указывает на то, что вещество поступало в Солнечную систему постепенно в течение длительного времени, распространяясь через межзвездную среду.
Отсутствие кюрия-247 при высокой чувствительности приборов подтверждает теорию о большой древности события: более короткоживущий изотоп кюрия успел полностью распасться за прошедшие эпохи. Данное исследование проливает свет на редкие эпизоды синтеза тяжелых элементов в нашей галактике. В дальнейшем ученые планируют искать подобные сигнатуры в более древних земных породах и образцах лунного реголита, где космическое вещество могло сохраниться в неизменном виде.
