Популярная наука

Чужой плутониевый дождь

ученица 

Кора Тихого океана привела к редкой находке: горной породе с несколькими десятками атомов плутония-244 ( 244 Pu). Ученые знают, что этот изотоп не встречается на нашей планете в естественных условиях и не создается при производстве ядерного оружия, поэтому он должен был попасть на Землю из космоса.
Результаты, полученные группой под руководством Антона Валлнера из Австралийского национального университета и Дрезденско-Россендорфского центра Гельмгольца, опубликованы в Science .
За исключением водорода, гелия и некоторых следов лития, все химические элементы создаются в звездах . Чем тяжелее элемент, тем более экстремальными должны быть условия для его синтеза. Что касается происхождения плутония, эксперты рассматривают два типа источников: взрывы сверхновых и столкновения нейтронных звезд . В обоих случаях атомы созданных там элементов затем выбрасываются в межзвездное пространство, откуда они могут присоединиться к планетам.

В своей работе Валлнер и его коллеги рассмотрели, сколько плутония может произвести каждый тип процесса. Исследователи проанализировали образцы океана, в том числе железо-60 ( 60 Fe), изотоп которого, как известно ученым, образуется при взрывах сверхновых. Согласно датировке образцов, он достиг Земли по крайней мере в результате двух разных «дождей»: один произошел около семи миллионов лет назад, а другой - от четырех до миллиона лет назад. И, по крайней мере, в принципе, плутоний мог прийти вместе с ним. Однако Валлнер считает, что плутоний, вероятно, образовался в результате слияния нейтронных звезд - более экстремального, но менее распространенного явления. Причина в том, что взрывы сверхновых - относительно частые события (согласно моделям, в Млечном Пути они будут происходить от одного до двух каждые столетия), поэтому, если бы в них был синтезирован плутоний, обнаруженные количества этого элемента должны были бы быть старшая.
Новый класс звезд бросает вызов моделям звездного нуклеосинтеза Астрохимическое происхождение планетных систем и жизни Интерьер нейтронных звезд.
Кроме того, период полураспада 244 Pu составляет 80,6 миллиона лет, поэтому он может существовать намного дольше, чем 60 Fe, период полураспада которого составляет 2,6 миллиона лет. Следовательно, плутоний, который сейчас находится в океанической коре, возможно, достиг Земли задолго до железа. По словам Валлнера, эту гипотезу поддерживают несколько теоретических соображений. Находка стала возможной благодаря ускорителю тяжелых ионов (HIAF) Австралийского национального университета в Канберре. Это позволило не только идентифицировать атомы плутония, но и отличить их от их земного варианта. Во внешних слоях породы исследователи также обнаружили плутоний-239, который должен был быть высвобожден в ходе атомных испытаний, прежде чем оказаться в глубинах Тихого океана.

Ян Дёнгес