Mala količina radioaktivnog plutonija pronađena na dnu Tihog okeana mogla bi biti dokaz jedne od najdramatičnijih eksplozija u svemiru.
Naučnici vjeruju da ovi atomi potiču iz rijetkog kosmičkog događaja koji se dogodio prije više od 100 miliona godina, a moguće i mnogo ranije.
Novo istraživanje sugeriše da se Zemlja i danas kreće kroz ostatke tog drevnog događaja, dok sićušne čestice zvjezdane prašine i dalje dospijevaju na našu planetu.
Sudar neutronskih zvijezda među glavnim osumnjičenima
Prema naučnicima, jedan od najvjerovatnijih izvora ovog plutonija jeste Kilonova, izuzetno snažna eksplozija koja nastaje kada se sudare dvije neutronske zvijezde.
Takvi sudari ubrajaju se među najenergetskije događaje u svemiru i stvaraju neke od najtežih elemenata poznatih nauci.
Istraživanje je predvodio Dominik Koll iz njemačkog instituta Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, a rezultati bi mogli pomoći naučnicima da preciznije rekonstruišu historiju kosmičkih događaja kroz koje je prolazio naš dio galaksije.
„Naši rezultati sugerišu da plutonij potiče od veoma rijetkih kosmičkih eksplozija, poput onih koje se događaju tokom spajanja dvije neutronske zvijezde ili u izuzetno energetskim supernovama“, rekao je Anton Wallner.
„Od tada se raspršio kroz međuzvjezdani prostor“, dodao je.
Zašto je plutonij toliko važan naučnicima?
Plutonij je među najtežim prirodnim elementima u svemiru. Posebnu pažnju istraživača privukao je radioaktivni izotop plutonij-244.
Smatra se da nastaje samo tokom izuzetno rijetkih kosmičkih događaja u kojima atomska jezgra apsorbuju veliki broj neutrona. Taj proces poznat je kao r-proces.
Tokom njega jezgra postaju sve teža, stvarajući neke od najmasivnijih elemenata u svemiru. Upravo zbog toga naučnici pretpostavljaju da svaki prirodni plutonij-244 pronađen na Zemlji ima vanzemaljsko porijeklo.
Dno okeana kao arhiva svemirske historije
Ključnu ulogu u istraživanju imala je feromanganska kora koja se nalazi na pojedinim dijelovima okeanskog dna.
Ovaj geološki sloj raste izuzetno sporo – svega nekoliko milimetara tokom miliona godina – pri čemu u sebi pohranjuje svojevrsni zapis o česticama koje su kroz vrijeme pristizale iz svemira.
Zbog toga je naučnici smatraju prirodnom arhivom koja čuva tragove davnih kosmičkih događaja.
Ranija istraživanja plutonija-244 u takvim uzorcima povezivala su njegovu prisutnost s eksplozijom koja se dogodila prije približno 3,5 miliona godina.
Potraga za drugim radioaktivnim elementom
Koll i njegovi saradnici odlučili su provjeriti tu teoriju na drugačiji način.
Umjesto da analiziraju samo količinu plutonija, tragali su i za radioaktivnim izotopom kurij-247, koji bi se trebao stvarati zajedno s plutonijem tokom istih kosmičkih eksplozija.
Za istraživanje su koristili uzorak feromanganske kore izvađen 1976. godine s dubine od čak 4.830 metara ispod površine Tihog okeana.
Osim plutonija-244 i kurija-247, analizirali su i željezo-60, radioaktivni izotop za koji se zna da nastaje tokom supernova.
Tragovi supernova pronađeni, ali kurij nedostaje
Željezo-60 ima vrijeme poluraspada od oko 2,6 miliona godina, a njegovo prisustvo u ranijim uzorcima već je povezivano s dvjema relativno nedavnim supernovama koje su se dogodile prije približno 2,5 i 7 miliona godina.
„Željezo-60 je jasan otisak prsta klasičnih supernova, pa smo tražili i željezo-60 i plutonij-244 te uporedili njihove tragove“, objasnio je Dominik Koll.
Međutim, istraživači nisu pronašli uvjerljive dokaze prisustva kurija-247.
To je veoma važan rezultat jer sugeriše da plutonij-244 nije nastao u istim supernovama koje su proizvele željezo-60.
Događaj star više od 100 miliona godina
Prema zaključcima istraživača, plutonij potiče iz mnogo starijeg kosmičkog događaja.
Kurij-247, koji bi nastao zajedno s njim, odavno bi se raspao, dok je plutonij-244, zahvaljujući dužem vremenu poluraspada, i dalje moguće otkriti.
„Odsustvo radioizotopa kurija-247, koji je također nastao u eksploziji, govori nam da se ona dogodila veoma davno“, rekao je Michael Hotchkis iz Australian Nuclear Science and Technology Organisation.
„Ali ne prije više od približno milijardu godina, jer bi u tom slučaju i plutonij-244 bio nemoguće otkriti“, dodao je.
Naučnici stoga procjenjuju da se događaj zbio prije više od 100 miliona godina, a među glavnim kandidatima i dalje ostaje sudar dvije neutronske zvijezde.
Može li ovakav događaj utjecati na život na Zemlji?
Iako istraživači smatraju da se eksplozija nije dogodila u neposrednoj blizini Zemlje, njeni tragovi i danas putuju svemirom.
Ovakva otkrića pomažu naučnicima da bolje razumiju historiju eksplozija u Mliječni put, ali i put kojim se Sunčev sistem kretao kroz galaksiju tokom stotina miliona godina.
Istovremeno, otvaraju nova pitanja o porijeklu teških elemenata na Zemlji i mogućem utjecaju drevnih kosmičkih događaja na razvoj naše planete.
„Da li je ovaj događaj utjecao na život na Zemlji? To je otvoreno pitanje koje treba istražiti u budućim studijama“, zaključio je Hotchkis.
Rezultati istraživanja objavljeni su u uglednom naučnom časopisu Nature Astronomy.