الحديد الناتج عن انفجار النجوم الموجود في القارة القطبية الجنوبية

تم العثور على الحديد 60 من النجوم المتفجرة في القارة القطبية الجنوبية. وهذا يعني أن الأرض تجمعها من السحابة البينجمية المحلية التي يتحرك من خلالها نظامنا الشمسي الآن.

يتشكل الحديد-60 في الأجزاء الداخلية للنجوم الضخمة وينطلق إلى الفضاء عندما تنفجر. تُظهر السجلات الجيولوجية للأرض، مثل قشور المنغنيز الحديدي ورواسب أعماق البحار، أن نظامنا تعرض للقصف مرتين بهذا النظير من المستعرات الأعظم منذ ملايين السنين. ومع ذلك، في الماضي القريب لم تكن هناك كوارث نجمية قريبة، وبالتالي لم يكن هناك مصدر مباشر للحديد 60. لذلك، عندما تم العثور على آثار لـ 60Fe في ثلوج القطب الجنوبي القريبة من السطح قبل عدة سنوات، نشأ سؤال طبيعي حول أصله.

يقول عالم الفيزياء الفلكية النووية دومينيك كول من معهد فيزياء الشعاع الأيوني وأبحاث المواد في المركز: “افترضنا أن السحابة البينجمية المحلية تحتوي على الحديد 60 وأنها قادرة على الاحتفاظ به لفترة طويلة. ومع تحرك النظام الشمسي من خلاله، يمكن للأرض جمع هذه المواد. ولكن بعد ذلك لم يكن لدينا طريقة لإثبات ذلك”. هيلمهولتز دريسدن روسيندورف.

دخل نظامنا إلى السحابة البينجمية المحلية منذ عدة عشرات الآلاف من السنين وسيتركها خلال آلاف السنين القليلة القادمة. والآن نحن على حدودها. وقام العلماء بتحليل نواة جليدية تغطي فترة يعتقد أنها تتوافق مع لحظة الدخول إلى السحابة. ونشرت نتائج مقارنة محتوى الحديد 60 مع بيانات من رواسب أعماق البحار والثلوج التي سبق دراستها في المجلة. رسائل المراجعة البدنية.

وهي تظهر بوضوح أنه منذ ما بين 40.000 إلى 80.000 سنة مضت، وصلت كمية أقل من الحديد 60 إلى الأرض عما هي عليه اليوم أو في وقت لاحق.

يوضح كول: “يشير هذا إلى أننا كنا في السابق في بيئة ذات محتوى أقل من الحديد 60، أو أن السحابة نفسها بها عدم تجانس كبير في الكثافة”.

وهكذا فإن إشارة الحديد-60 تتغير على مدى عشرات الآلاف من السنين، وهي لحظة من الناحية الفلكية. ويشير هذا إلى فشل التفسيرات البديلة، على سبيل المثال، التوهين التدريجي للإشارة الصادرة عن المستعرات الأعظمية التي انفجرت منذ ملايين السنين.

ومن أجل الدراسة، تمت معالجة حوالي 300 كيلوغرام من الجليد كيميائيا. تم تقييم جودة الإجراء من خلال فحص مليجرامات الغبار الناتجة لمحتوى النظائر الكونية الأخرى – البريليوم 10 والألومنيوم 26.

تم إجراء القياسات النهائية في مجمع معجل الأيونات الثقيلة التابع للجامعة الوطنية الأسترالية، وهو المنشأة الوحيدة في العالم القادرة على التقاط مثل هذه الكميات الدقيقة من الحديد 60. تم استخدام المرشحات الكهربائية والمغناطيسية لفصل الذرات غير المرغوب فيها حسب الكتلة حتى لم يبق سوى عدد قليل من نواة الحديد 60 من 10 تريليون ذرة الأصلية.

تقول عالمة الفيزياء الفلكية أنابيل رويلوفس من جامعة بون: “الأمر أشبه بالبحث عن إبرة واحدة في كومة قش بحجم 50 ألف ملعب كرة قدم. تجد الآلة هذه الإبرة في غضون ساعة”.

“من خلال سنوات عديدة من التعاون مع زملائنا في جميع أنحاء العالم، قمنا بتطوير طريقة حساسة للغاية. واليوم، تتيح لنا هذه الطريقة أن نكتشف في الأرشيف الجيولوجي أثرًا واضحًا للانفجارات الكونية التي حدثت منذ ملايين السنين”، يلخص البروفيسور أنطون فالنر، الذي قاد البحث.

ولتوضيح النتائج، يعتزم العلماء تحليل المزيد من الجليد القديم الذي تشكل قبل دخول النظام الشمسي إلى السحابة البينجمية المحلية.