南極冰中的星塵或能揭示太陽(yáng)系的歷史

周一 · 知古通今|周二 · 牧夫?qū)?/p>

周三 · 風(fēng)月同天|周四 · 觀測(cè)指南

周五 · 深空探測(cè)|周六 · 茶余星話|周日 · 天象預(yù)報(bào)

作者：Chelsea Gohd

翻譯：賀玉影

校對(duì)：牧夫校對(duì)組

編排：張瑩

后臺(tái)：朱宸宇

https://www.space.com/science/scientists-found-stardust-trapped-in-antarctic-ice-what-could-it-tell-us-about-our-solar-system

南極冰中找到了星際爆炸遺留的放射性星塵。這些宇宙遺物是幫助我們揭示太陽(yáng)系歷史的線索。

在宇宙群星之中有巨大的星際氣體云、塵埃、等離子體。我們的太陽(yáng)系目前正在穿越一團(tuán)這樣的云——本地星際云（Local Interstellar Cloud），昵稱叫做“本地絨絨”（Local Fluff）。這些云在飄行于宇宙的過(guò)程中能夠積累物質(zhì)，而我們的地球正在穿越“本地絨絨”，有時(shí)那些物質(zhì)就會(huì)到地球上來(lái)。關(guān)于該物質(zhì)的新研究發(fā)現(xiàn)了一種叫做鐵-60（60Fe）的鐵的放射性同位素，它先是卡在星際氣體云里面、最后被嵌在了南極冰當(dāng)中。

論文的第一作者多米尼克·科爾來(lái)自德國(guó)HZDR研究中心離子束物理與材料研究所，他告訴我們：“我們?cè)谀蠘O冰當(dāng)中找到了超新星產(chǎn)生的鐵-60。如果鐵-60凝聚成了塵埃粒子（星塵），這些塵埃就可以穿透太陽(yáng)系外圍的屏障、來(lái)到地球。”

那么，研究者如何知道南極冰當(dāng)中這一鐵的同位素是從古老星際爆炸中星際云游而來(lái)的？

2019年時(shí)，科爾參與了一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，他們?cè)谀蠘O雪中探測(cè)到了鐵-60原子。“我們不知道它從哪來(lái)的，”他說(shuō)：“于是我們繼續(xù)溯源……然后我們得到了答案，它和本地星際云有關(guān)。”

這個(gè)團(tuán)隊(duì)分析了超過(guò)300公斤重、歷史從四萬(wàn)到八萬(wàn)年之久的南極冰樣本，這一時(shí)間段符合團(tuán)隊(duì)所預(yù)測(cè)超新星爆發(fā)所在的時(shí)間，它把物質(zhì)炸進(jìn)太空，物質(zhì)則嵌入了云。在融化冰塊并對(duì)其進(jìn)行化學(xué)處理后，研究人員使用了一種稱為加速器質(zhì)譜的技術(shù)，該技術(shù)本質(zhì)上是加速離子，使研究人員能夠?qū)⑼凰乇舜朔蛛x，從而觀察和計(jì)數(shù)樣品中該同位素的單個(gè)原子。

“我們尋找單個(gè)的放射性同位素鐵-60原子，”科爾說(shuō)：“這種同位素是恒星爆炸的印記。我們的假說(shuō)是，如果鐵-60來(lái)源于星際爆炸（基于模型構(gòu)建者提出的假設(shè)），那么它可能會(huì)存在于本地星際云當(dāng)中。”

團(tuán)隊(duì)比較了在近期的雪和新取到的古代冰當(dāng)中找到的鐵同位素含量，發(fā)現(xiàn)較早的樣本當(dāng)中鐵-60更少，意味著四萬(wàn)年到八萬(wàn)年之前到達(dá)地球的鐵-60要比后來(lái)少。

“這一結(jié)果意味著在后來(lái)時(shí)期較少的星際塵埃到達(dá)地球，”科爾說(shuō)：“這一顯著的變化發(fā)生在相對(duì)較短的宇宙時(shí)間段當(dāng)中，而且不符合百萬(wàn)年前積累在地球上的鐵-60的漫長(zhǎng)時(shí)間。相反，我們必須尋找更小、更近的同位素來(lái)源。”

那這一神秘的來(lái)源呢？大家認(rèn)為它很可能是一次發(fā)生在本地星際云區(qū)域的星際爆炸。

“這意味著圍繞著太陽(yáng)系的云和星際爆炸相連，”科爾聲明：“這是我們研究這些云的起源的首次機(jī)會(huì)。”

我們的太陽(yáng)系已經(jīng)在本地星際云當(dāng)中穿行了大約四萬(wàn)到十二萬(wàn)四千年，研究者認(rèn)為，還有幾千年我們就能通過(guò)了。

該團(tuán)隊(duì)打算通過(guò)研究更久遠(yuǎn)的冰樣本進(jìn)一步證實(shí)和擴(kuò)展他們的成果，這些冰樣本的年代比太陽(yáng)系開(kāi)始穿行這片云的時(shí)間還要早。

責(zé)任編輯：郭皓存

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

微信公眾號(hào)：astronomycn

黑狼星云

謝謝閱讀