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过去 3 万多年来,太阳系一直在穿越古老超新星爆炸的残迹

2024-11-23 203


地球不断自转着、同时又绕着太阳公转,而太阳系又带着整个星系绕着银河系转,路上偶遇个谁都不意外。最近,有天文团队在地球海洋深处不同地点发现了铁-60 同位素,时间可追溯至 33,000 年前,团队认为这是太阳系在绕着银河系旋转之际,穿越了超新星爆炸后遗留的残骸,材料进入地球沉淀、并在地质记录上留下痕迹。

铁-60(iron-60)于恒星诞生过程中产生,或在超新星爆炸期间被喷射到星际介质中,仅能在宇宙射线发现,地球自身无法制造这种铁同位素。因此去年,科学家首度从南极冰层中发现铁-60 仅在过去 20 年内沉降时非常兴奋,这说明地球附近可能有过一场超新星爆炸。

不过早在 2016 年时,澳洲国立大学(ANU)物理学家 Anton Wallner 团队就曾发现海底沉积物中也含有铁-60,并且年代可追溯至 260 万和 600 万年前,表明超新星爆炸的物质在这几个时间点就已沉降在地球;此外,NASA 的先进成分探测器(Advanced Composition Explorer,ACE)也在 17 年观测期间内发现地球周围空间有铁-60。

现在,Anton Wallner 团队的新研究利用重离子加速设施(Heavy Ion Accelerator Facility,HIAF),进一步分析了海洋深处 2 个地点的 5 个沉积物样本,地质时代可追溯至 33,000 年前,发现铁-60 的含量在这几个样本中非常一致,以每年每平方公分 3.5 个铁原子的速度沉积。

统整上述种种资讯,科学家几乎可验证太阳正在穿越一个超新星爆炸后留下的残骸,由气体、尘埃和电浆组成,在太阳系飞越期间如合理预期般有微量铁-60 洒在地球上。

但是这片超新星残骸和另一主流说法“本地星际云(Local Interstellar Cloud)”并不一样。本地星际云大小约 30 光年,太阳系约在 44,000 年~15 万年前进入且目前身处其中,但新研究认为,如果本地星际云是铁-60 的来源,那么当太阳系进入时,照理说过去 33,000 年内铁-60 含量的增加幅度应该会很明显,但目前各种数据都未发现这种变化。

也就是说,地球上的铁-60 同位素来源应是数百万年前某场超新星爆炸,但这场爆炸遗留的残骸与本地星际云重叠了,本地星际云自身并非超新星残骸。

找出答案的最佳方法是寻找更多铁-60 在 4 ~100 万年前沉积的地质证据,如果铁-60 丰度随着时间往前推移越来越大,便更能确定来源是古老的超新星爆炸──虽然还是有很多研究认为本地星际云就是铁-60 的来源。

新论文发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)。

  • Ancient star explosions revealed in the deep sea
  • Earth Appears to Be Travelling Through The Debris of Ancient Supernovae
  • TRACES OF MILLION-YEAR-OLD SUPERNOVA FOUND IN EARTH’S DEEP SEA

(首图来源:澳洲国立大学)

延伸阅读:

  • 超新星爆炸残骸闯入地球,在南极雪中发现大量星际铁
2020-08-26 21:02:00

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