Железо-60 не из нашего мира: откуда взялся этот изотоп на Земле

Существует небольшое количество изотопов, которые могут рассказать о древних взрывах сверхновых и о том, как они помогли сформировать Землю и Солнечную систему. Чаще всего ученые обращают свое внимание во время исследований на изотоп железо-60. Почему он так важен? Об этом пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Сверхновые и килоновые

Большинство химических элементов, из которых состоит наша планета, создают во время мощных космических взрывов: или сверхновых, или килоновых. Считается, что как минимум один, а может быть несколько подобных космических взрывов произошло до появления Солнца в близком к нам регионе Млечного Пути. Напоминаем, что массивные звезды у которых закончилось водородное топливо, взрываются сверхновыми. В результате в космос вылетают как созданные в недрах звезды химические элементы не тяжелее железа, так и элементы, созданные во время взрыва, но они тяжелее железа. Что касается килоновых, то эти взрывы происходят во время столкновения нейтронных звезд, то есть остатков ядер звезд, которые взорвались сверхновой. В результате этого взрыва в космос также улетает много самых тяжелых химических элюентов.

Предполагается, что близлежащие космические взрывы наполнили разными химическими элементами газовое облако, из которого появилось Солнце и вся Солнечная система. Хотя большая часть облака состояла из водорода и гелия, различные процессы привели к тому, что эти два химических элемента стали очень редкими на Земле. Но другие элементы наоборот накопились в составе планеты.

Разные версии железа

Эти элементы состояли из смеси стабильных и радиоактивных изотопов, то нестабильных версий атомов тех или иных химических элементов, которые подвергаются распаду с разной скоростью.

Если говорить о железе, то в ее составе сконцентрировалось много железа-56, то есть это атом железа с 26 протонами и 30 нейтронами. Меньше было железа-54 и железа-57. У этих атомов также 26 протон, но 28 и 31 нейтрон соответственно. Совсем мало оказалось железа-58. Это не радиоактивные изотопы, а потому их и сейчас так же много, как и миллиарды лет назад. Тем более, что некоторые из этих изотопов продолжают попадать на Землю вместе с метеоритами.

Взрывы сверхновых также заполнили газовое облако некоторым количеством железа-55, железа-59 и железа-60, которые являются радиоактивными изотопами.

Период полураспада железа-59 составляет 44,6 дня. Если какое-то количество этого изотопа и попало в газовое облако, то оно исчезло еще до появления Земли. Период полураспада железа-55 составляет 2,7 года, но этого все равно мало, чтобы обнаружить его еще до появления нашей планеты.

Почему железо-60 такой особенный изотоп?

Железо-60 является особенным изотопом. Его период полураспада составляет 2,6 млн лет. Поэтому следы его существования можно обнаружить на Земле, даже после того, как он исчез. Бета-распад превращает железо-60 в кобальт-60, который затем относительно быстро превращается в никель-60. Распределение железа-60 в ранней Солнечной системе было исследовано путем поиска большого количества никеля-60.

В то же время ученые обнаружили в отложениях на дне океанов несколько пиков увеличения количества железа-60 за последние несколько десятков миллионов лет. На Земле этот изотоп не может появиться естественным образом и планета не может концентрировать его в больших количествах. Считается, что увеличение количества железа-60 происходило вместе со взрывами сверхновых в относительно близком к нам регионе космоса. Но эти изотопы, как и те, что связаны с образованием Земли, уже давно исчезли.

То, что железо-60 прибыло к нам из космоса подтвердили исследования Луны, где также за последние несколько десятков миллионов лет были обнаружены пики увеличения количества этих изотопов.

Ученые выяснили, что огромное количество железа-60 прибыло на Землю в период между 3,4-1,7 млн лет назад и где-то 8 млн лет назад. Одни ученые считают, что источником изотопа стал взрыв сверхновой, но другие говорят, что это был взрыв килоновой.

Железо-60 и глобальное похолодание на Земле

Есть еще один вопрос, на который пока не могут дать ответ ученые. Считается, что железо-60, хоть и является радиоактивным изотопом, в обнаруженных объемах не представляло угрозы для Земли. Но пики увеличения его количества на нашей планете совпали с периодами сильного похолодания на нашей планете. Само по себе железо-60 не может быть ответственным за это явление, но возможно, прибывшие с изотопами космические лучи от того же взрыва сверхноовй или килоновой могли спровоцировать увеличение облачного покрова, что повлияло на снижение глобальной температуры на Земле.

Как уже писал Фокус, NASA завершило испытание лазерной связи в глубоком космосе. NASA достигло впечатляющей пропускной способности передачи данных из глубокого космоса с помощью новой системы лазерной связи.

Что касается взрывов в космосе, то Фокус уже писал о том, что неизвестная аномалия спровоцировала разрушение одного из спутников связи США. Теперь существует угроза для других спутников.