Zeldzame ‘vreemde’ isotopen in de aardkorst duiden op een modern penseel met een catastrofale gebeurtenis

Onderaan het periodiek systeem vind je een lijst met de zware elementen die een puinhoop hebben veroorzaakt. Het soort chaos dat je misschien tegenkomt bij een sterexplosie of een botsing tussen twee neutronensterren.

Natuurkundigen hebben een paar grote radio-isotopen ontdekt in monsters van diepzeekorst die van een hoogte van 1.500 meter (bijna 5.000 voet) onder de Stille Oceaan zijn getrokken.

We verwachten veel zwaargewicht elementen te zien in de stof- en gaswervels die onze planeet eeuwen geleden vormden – maar de meeste van hen zouden al lang daarvoor moeten zijn afgebroken tot stabielere vormen. Dus voorbeelden vinden in de aardkorst nabij het oppervlak Vandaag Het roept een aantal interessante vragen op.

De ontdekking zou ons het een en ander kunnen vertellen over catastrofale kosmische gebeurtenissen die plaatsvinden binnen een paar honderd lichtjaar van de aarde, en relatief recent in onze geologische geschiedenis. Het kan ook de manier benadrukken waarop zware atoomgewichten worden gevormd.

Zoals je kunt zien, kost het bouwen van atomen veel energie. Protonen kunnen worden gecomprimeerd tot helium onder het soort zwaartekracht dat je in een ster aantreft, maar met stellaire fusie kom je ver. Om een ​​enorme massa zoals plutonium te bouwen, heb je een soort energie nodig die een straal neutronen kan afvuren.

Er zijn weinig omstandigheden in het universum waaronder dit “snelle neutronenvangst”, oftewel r-proces, zou kunnen plaatsvinden, inclusief het samensmelten van supernovae en neutronensterren.

Gedurende de geschiedenis van het universum zijn veel sterren verbrijzeld en tevoorschijn gekomen, waarbij dicht stof van ijzer, uranium, plutonium, goud en andere vetatomen over de hele melkweg zijn gevallen. Er wordt dus verwacht dat planeten zoals de aarde er een groot aantal van hebben opgepikt.

READ  De Perseïdenmeteoor is onderweg - maar er is een groot probleem

Maar niet alle elementen genereren hetzelfde. Verschillen in het aantal van hun neutronen maken de ene stabieler dan de andere. IJzer 60 is bijvoorbeeld een soort isotoop die “flitst en mist” als je ernaar kijkt op kosmische schaal, met een halfwaardetijd van slechts 2,6 miljoen jaar voordat het vervalt tot nikkel.

Het vinden van deze kortlevende isotoop op onze planeet – vooral in zijn korst, buiten het bereik van moderne synthetische processen – zou een relatief recente levering van vers ijzer uit het universum betekenen.

Iron 60 is eerder in gesteentemonsters verschenen en dateert slechts 2 miljoen jaar geleden. Zoals te zien is in het materiaal dat is teruggebracht van het oppervlak van de maan.

Maar om een ​​goed idee te krijgen van het specifieke type r-proces dat deze monsters heeft geproduceerd, is het handig om te weten met welke andere isotopen het regent.

Fysicus Anton Waller van de Australian National University leidde een team van onderzoekers naar nieuwe monsters van Iron 60 om te zien of ze isotopen van andere zware elementen in de buurt konden identificeren.

Wat ze vonden is plutonium 244, dat er een analogon van is De halfwaardetijd is iets meer dan 80 miljoen jaar Stabiel voor plutonium, maar niet het soort element dat je zou verwachten sinds onze planeet 4,5 miljard jaar geleden ontmoette.

Alles bij elkaar ontdekte het team verschillende stromen ijzer 60 die in de afgelopen 10 miljoen jaar moeten zijn aangekomen. Beide monsters gingen vergezeld van kleine maar significante hoeveelheden plutonium-244, elk in vergelijkbare verhoudingen.

READ  De uitbarsting van de Hongga Tonga-Hung Hapai-vulkaan ontketende de hoogste vulkanische pluim ooit gemeten: ScienceAlert

Door ze samen te vinden, worden meer details toegevoegd in plaats van een van beide afzonderlijk te vinden. De hoeveelheid plutonium erin is minder dan zou worden verwacht als supernovae primair verantwoordelijk zou zijn voor hun productie, wat wijst op bijdragen van andere processen.

Precies wat er achter deze specifieke straal ruimtestof zat, is voorlopig aan onze verbeelding.

“Het verhaal is ingewikkeld” Zegt En het vuur.

“Het is mogelijk dat dit plutonium-244 werd geproduceerd in supernova-explosies of overbleef van een veel oudere, maar veel opwindender gebeurtenis zoals de explosie van een neutronenster.”

Door hun respectievelijke stralingskleppen te meten en enkele aannames te doen over de astrofysica achter hun distributie, speculeren de onderzoekers dat de productie van ijzer 60 overeenkomt met twee tot vier supernova-gebeurtenissen tussen 50 en 100 parsec (ongeveer 160 en 330 lichtjaar) aarde.

Dit is niet de eerste keer dat Iron 60 het voorkomen van een gevaarlijk dichtbij gelegen supernova in de recente geschiedenis heeft aangegeven.

Door naar een isotoop te kijken die is geassocieerd met andere elementen, kunnen we langzaam een ​​handtekening bouwen die ons meer vertelt over de omstandigheden voor een botsingsexplosie in onze regio in miljoenen jaren voordat de mens goed opletten.

Er is echter meer onderzoek naar ruimte-isotopen nodig.

“Onze gegevens zouden het eerste bewijs kunnen zijn dat supernovae daadwerkelijk plutonium-244 produceren,” Zegt En het vuur.

“Of misschien was het al in het interstellaire medium voordat de supernova explodeerde en door het zonnestelsel werd geduwd met het supernova-projectiel.”

Dit onderzoek is gepubliceerd in Wetenschap.

You May Also Like

About the Author: Tatiana Roelink

'Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.'

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *