Železo-60 pohřbené v Antarktidě odhalilo změny v mezihvězdném prostředí. Co to znamená pro Zemi?

Foto: L. Brucker/Goddardovo vesmírné letové centrum; Veřejný zdroj / Wikimedia Commons

Mimořádně zajímavý objev se podařil vědcům, kteří propojili astrofyziku, geologii i klimatické archivy Země do jediného příběhu, a to, že naše planeta je doslova ponořená do materiálu z dávných hvězdných explozí.

Poslední desítky tisíc let naše sluneční soustava prochází místním mezihvězdným oblakem (LIC), jedním z 15 oblaků plynu a prachu, které se nacházejí v okolí Slunce.

Radioaktivní železo

Mezinárodní tým vedený organizací Helmholtzova centra v Drážďanech – Rossendorf, našel v antarktickém ledu radioaktivní izotop železa-60 (^60Fe). Tento izotop je velmi vzácný a vzniká hlavně při explozích hmotných hvězd, neboli supernovách. Vědci analyzovali ledová jádra z Antarktidy stará 40 000 až 80 000 let.

Klíčové je, že železo-60 bylo nalezeno v ledu starém 40–80 tisíc let, jeho množství se v čase mění. Takže nejpravděpodobnějším zdrojem je „Místní mezihvězdný mrak“, kterým právě prolétá Sluneční soustava. Jinými slovy to znamená, že Země stále zachytává jemný „kosmický prach“ pocházející z dávných supernov.

Foto: B. Schröder/HZDR/ NASA/Goddard/Adler/U. Chicago/Wesleyan/Tiskový zdroj EurekAlert

Co je Místní mezihvězdný mrak?

Sluneční soustava není v prázdném prostoru. Pohybuje se galaxií a prochází různými oblastmi plynu a prachu. Aktuálně jsme uvnitř velmi řídkého oblaku mezihvězdné hmoty nazývaného, který se nazývá Local Interstellar Cloud, tedy Místní mezihvězdný mrak.

Tento mrak se tvoří z plynu a prachu mezi hvězdami. Pravděpodobně obsahuje materiál ze starých supernov a Sluneční soustava jím prolétá už desítky tisíc let. A podle této studie jsme dnes zřejmě poblíž jeho okraje.

Proč je železo-60 tak důležité?

Železo-60 je ideální „podpis supernovy“, protože na Zemi se přirozeně téměř netvoří. Jeho poločas rozpadu je asi 2,6 milionu let, takže když ho najdeme, víme, že přišlo z kosmu „relativně“ nedávno.

V minulosti už byly nalezené stopy železa-60 v hlubokomořských sedimentech, v oceánské kůře i v čerstvém antarktickém sněhu. Nová studie ale poprvé ukazuje dlouhodobý a proměnlivý přísun tohoto materiálu během desítek tisíc let.

Proč je to velký objev?

Dosud existovalo několik možností vysvětlení. Protože jde o pozůstatek dávné supernovy, tak 1. se jedná o kontinuální kosmický přísun, nebo 2. se právě jedná o mezihvězdný mrak.

Nová data ukazují, že množství železa-60 se mění poměrně rychle, a to během několika desítek tisíc let. To odpovídá tomu, že Sluneční soustava prochází oblastmi různé hustoty uvnitř oblaku.

To silně podporuje hypotézu, že Místní mezihvězdný mrak je vlastně reliktem dávné hvězdné exploze.

Jak obtížné bylo měření?

Řekněme to jednoduše: Extrémně. Prostě a doslova, bylo to podobné jako hledat jehlu v kupce sena. Ale to by bylo pořád málo. Vědci převezli asi 300 kg antarktického ledu, chemicky ho rozpustili a nakonec získali jen několik set miligramů zbytkového materiálu. Pak hledali několik atomů železa-60 mezi biliony běžných atomů železa.

Vědci tento heroický úkol přirovnali k jehle, ale místo jedné kupy sena ji museli hledat na 50 000 fotbalových stadionech naplněných senem.

Měření proběhlo na zařízení Australské národní univerzity, které má unikátní schopnost detekovat tento izotop i v tak nepatrném množství.

Co z toho plyne?

Tento výzkum ve skutečnosti naznačuje několik fascinujících věcí, a to, že Sluneční soustava je přímo ovlivňovaná prostředím Mléčné dráhy. Dále, že materiál ze supernov může putovat vesmírem miliony let. Že Antarktický led funguje jako archiv kosmické historie, ale ták, že můžeme rekonstruovat dávné události v okolí Slunce pomocí stop radioaktivních izotopů.

Doslova se jde vlastně o „galaktickou archeologii“.

Vědci chtějí postupně analyzovat ještě starší ledová jádra z projektu Institutu Alfreda Wegenera a programu
Beyond EPICA. Cílem bude získat led vzniklý ještě před vstupem Sluneční soustavy do Místního mezihvězdného mraku. Pokud se v něm železo-60 nebude nacházet, nebo ho bude výrazně méně, půjde o velmi silné potvrzení celé hypotézy.

Zdroj: https://www.eurekalert.org/news-releases/1128030; https://www.youtube.com/watch?v=HHOAxMVjLgo&t=11shttps://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/nxjq-jwgp;