Gamle stjerneeksplosioner afsløret i dybhavet

Et mysterium omkring rummet omkring vores solsystem udfolder sig takket være beviser på supernovaer fundet i dybhavssedimenter.

Professor Anton Wallner, en kernefysiker ved ANU, ledet undersøgelsen, der viser, at Jorden har rejst i de sidste 33, 000 år gennem en sky af svagt radioaktivt støv.

"Disse skyer kan være rester af tidligere supernovaeksplosioner, en kraftig og super lys eksplosion af en stjerne, " sagde professor Wallner.

Professor Wallner udførte forskningen ved ANU Heavy Ion Accelerator Facility (HIAF). Han har også fælles stillinger ved Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) og Technical University Dresden (TUD) i Tyskland.

Forskerne søgte gennem flere dybhavssedimenter fra to forskellige steder, der dateres tilbage 33, 000 år ved at bruge den ekstreme følsomhed fra HIAF's massespektrometer. De fandt tydelige spor af isotopen jern-60, som dannes, når stjerner dør i supernovaeksplosioner.

Jern-60 er radioaktivt og henfalder fuldstændigt inden for 15 millioner år, hvilket betyder, at enhver jern-60 fundet på jorden må være blevet dannet meget senere end resten af ​​den 4,6 milliarder år gamle jord og ankommet hertil fra nærliggende supernovaer, før de slog sig ned på havbunden.

Professor Wallner fandt tidligere spor af jern-60 for omkring 2,6 millioner år siden, og muligvis en anden for omkring 6 millioner år siden, tyder på, at jorden havde rejst gennem nedfaldsskyer fra nærliggende supernovaer.

I de sidste par tusinde år har solsystemet bevæget sig gennem en tættere sky af gas og støv, kendt som den lokale interstellare sky, (LIC), hvis oprindelse er uklar. Hvis denne sky var opstået i løbet af de sidste par millioner år fra en supernova, det ville indeholde jern-60, og derfor besluttede holdet at søge efter nyere sediment for at finde ud af det.

Helt sikkert, der var jern-60 i sedimentet på ekstremt lave niveauer – svarende til radioaktivitetsniveauer i rummet langt under Jordens naturlige baggrundsniveauer – og fordelingen af ​​jern-60 matchede jordens seneste rejse gennem den lokale interstellare sky. Men jern-60 strakte sig længere tilbage og var spredt ud over hele 33, 000 års måleperiode.

Manglen på korrelation med solsystemets tid i den nuværende lokale interstellare sky ser ud til at stille flere spørgsmål, end den besvarer. For det første, hvis skyen ikke blev dannet af en supernova, hvor kom det fra? Og for det andet hvorfor er der jern-60 så jævnt fordelt i rummet?

"Der er nyere artikler, der tyder på, at jern-60 fanget i støvpartikler kan hoppe rundt i det interstellare medium, " sagde professor Wallner.

"Så jern-60 kunne stamme fra endnu ældre supernovaeksplosioner, og det vi måler er en form for ekko. Der kræves flere data for at løse disse detaljer."

Forskere fra ANU, Australian Nuclear Science and Technology Organisation, HZDR, universitetet i Wien og TU Berlin var involveret i undersøgelsen.

Resultaterne er blevet offentliggjort i tidsskriftet PNAS .