超新星的礼物：在深海地壳样本中发现了大量的放射性金属

超新星的礼物：在深海地壳样本中发现了大量的放射性金属

元素周期表下方的几行，是诞生于天文事件的重元素的清单。如爆炸的恒星或两颗中子星之间的碰撞。

从太平洋海底下1500米的深海地壳样本中，物理学家发现了大量的、仍具有放射性的同位素。

我们可以预期在远古时代形成的尘埃和气体漩涡中看到许多重元素，但是大多数元素应该在很久以前就已经衰变为更稳定的元素。因此，今天在靠近地表的地壳中发现的例子提出了一些有趣的问题。

这一发现可能会揭示一两件发生在离地球几百光年内的灾难性宇宙事件，而且是在地质历史上相对较近的时间内。

组成原子需要大量的能量。质子可在恒星中被自身引力被挤压成氦，但是恒星核聚变也仅到此为止。要构成像钚这样的庞然大物，我们需要那种能够把大量中子压入原子核的爆发式能量。

在宇宙中，有一些条件可以实现这种 “快速中子捕获”，或称r-过程，包括超新星和中子星合并。

在宇宙的历史上，大量恒星的死亡爆发，使铁、铀、钚、金和其他原子的厚厚尘埃洒满整个银河系。因此，可以预期，像地球这样的行星“舀了勺”大量的元素。

但是，并非所有的元素都是天生的。中子数量的变化使一些元素比其他元素更稳定。例如，如果从宇宙的角度来看，铁60是一种 “转瞬即逝” 的同位素，在它衰变为镍之前，它的半衰期仅260万年。

今天在我们的星球上发现的这种短命的同位素——特别是在现代人工工艺无法触及的地壳中——意味着它们来自相对较晚近的宇宙事件。

铁60曾经出现在岩石样本中，可以追溯到仅仅几百万年前。它也曾出现在从月球表面带回的材料中。

但是，为了很好地了解产生这些样本的特定类型的r-process，有必要看看有哪些其他同位素。

来自澳大利亚国立大学的物理学家Anton Wallner带领一个研究小组寻找铁60的新样本，看看他们是否能够确定附近其他重元素的同位素。

他们发现的是钚244，一种半衰期超过8000万年的同位素——对钚来说是稳定的，但是很难想象这种元素会在我们的星球于45亿年前成型时就一直存在。

总的来说，研究小组发现了两种不同的铁60，它们必须在过去1000万年内到达地球。两个样本都伴随着少量但重要的钚244，每个样本的比例都差不多。

把它们放在一起，会比把它们分开发现更多的细节。如果超新星是产生它们的主要原因，那么它们中的钚的数量比预期的要低，这表明存在其他r-过程。

确切地说，背后是什么，现在留给我们的是想象力。

Wallner说：”这个故事很复杂，可能这个钚-244是在超新星爆炸中产生的，或者它可能是一个更古老、但更壮观的事件(如中子星爆炸)留下的。”

通过测量各自的放射性并对其分布背后的天体物理学进行假设，研究人员推测铁60的产生与地球外约160至330光年之间发生的2至4次超新星事件相吻合。

这并不是铁60第一次揭示，在最近的历史上曾有危险的超新星事件，发生在地球附近。

“我们的数据可能是超新星产生钚-244的第一个证据。”Wallner说，”或者，在超新星爆炸之前，它已经存在于星际介质中，它和超新星的喷射物一起被扫入太阳系，落在了地球上。”

这项研究发表在《科学》上。

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