De rares isotopes «étranges» dans la croûte terrestre indiquent un pinceau moderne avec un événement catastrophique

Au bas du tableau périodique, vous trouverez une liste des éléments lourds qui ont engendré un désordre. Le genre de chaos que vous pourriez trouver dans une explosion d’étoiles, peut-être, ou une collision entre deux étoiles à neutrons.

Les physiciens ont découvert une paire de grands radio-isotopes dans des échantillons de croûte océanique prélevés à une altitude de 1 500 mètres (près de 5 000 pieds) sous l’océan Pacifique.

Nous nous attendrions à voir de nombreux éléments lourds dans le vortex de poussière et de gaz qui ont façonné notre planète il y a des lustres – mais la plupart d’entre eux auraient dû se dégrader sous des formes plus stables bien avant maintenant. Donc trouver des exemples dans la croûte terrestre près de la surface Aujourd’hui Cela soulève des questions intéressantes.

La découverte pourrait nous dire une chose ou deux sur les événements cosmiques catastrophiques se produisant à quelques centaines d’années-lumière de la Terre, et relativement récemment dans notre histoire géologique. Cela peut également mettre en évidence la manière dont les poids atomiques lourds sont formés.

Comme vous pouvez le voir, construire des atomes demande beaucoup d’énergie. Les protons peuvent être comprimés en hélium sous le type de gravité que vous trouvez dans une étoile, mais la fusion stellaire ne vous mènera que loin. Pour construire une masse massive massive comme le plutonium, vous auriez besoin d’une sorte d’énergie qui pourrait déclencher une pulvérisation de neutrons.

Il y a peu de conditions dans l’univers dans lesquelles cette «capture rapide de neutrons», ou processus r, pourrait se produire, y compris la fusion des supernovae et des étoiles à neutrons.

Tout au long de l’histoire de l’univers, de nombreuses étoiles se sont brisées et ont éclaté, laissant tomber une poussière dense de fer, d’uranium, de plutonium, d’or et d’autres atomes de graisse dans toute la galaxie. On s’attend donc à ce que des planètes comme la Terre en aient capté une bonne quantité.

Mais tous les éléments ne génèrent pas la même chose. Les différences dans le nombre de leurs neutrons rendent certains plus stables que d’autres. Le fer 60, par exemple, est une sorte d’isotope qui «clignotera et manquera» si vous le regardez à l’échelle cosmique, avec une demi-vie de seulement 2,6 millions d’années avant qu’il ne se désintègre en nickel.

Trouver cet isotope de courte durée sur notre planète aujourd’hui – en particulier dans sa croûte, hors de portée des processus de synthèse modernes – signifierait une livraison relativement récente de fer frais de l’univers.

Le fer 60 est déjà apparu dans des échantillons de roche, datant de seulement 2 millions d’années. Comme on le voit dans le matériau ramené de la surface de la lune.

Mais pour avoir une bonne idée du type spécifique de processus r qui a produit ces échantillons, il sera utile de savoir avec quels autres isotopes pleuvent.

Le physicien Anton Waller de l’Université nationale australienne a dirigé une équipe de chercheurs à la recherche de nouveaux échantillons de fer 60 pour voir s’ils pouvaient identifier les isotopes d’autres éléments lourds à proximité.

Ce qu’ils ont trouvé, c’est du plutonium 244, qui en est un analogue La demi-vie est d’un peu plus de 80 millions d’années Stable pour le plutonium, mais pas le type d’élément auquel on s’attend depuis que notre planète s’est rencontrée il y a 4,5 milliards d’années.

Au total, l’équipe a découvert des flux distincts de fer 60 qui doivent être arrivés au cours des 10 derniers millions d’années. Les deux échantillons étaient accompagnés de petites mais importantes quantités de plutonium-244, chacune dans des proportions similaires.

Les trouver ensemble ajoute plus de détails plutôt que de trouver l’un ou l’autre séparément. La quantité de plutonium qu’ils contiennent est inférieure à ce à quoi on pourrait s’attendre si les supernovae étaient principalement responsables de leur production, indiquant les contributions d’autres processus r.

Ce qu’il y avait exactement derrière ce jet particulier de poussière spatiale est à notre imagination pour le moment.

« L’histoire est compliquée » Dit Et le feu.

« Il est possible que ce plutonium-244 ait été produit lors d’explosions de supernova ou qu’il soit resté d’un événement beaucoup plus ancien, mais beaucoup plus excitant comme l’explosion d’une étoile à neutrons. »

En mesurant leurs valves rayonnantes respectives et en faisant des hypothèses sur l’astrophysique derrière leur distribution, les chercheurs spéculent que la production de Fer 60 correspond à deux à quatre événements de supernova situés entre 50 et 100 parsecs (environ 160 et 330 années-lumière) de la Terre.

Ce n’est pas la première fois qu’Iron 60 indique la survenue d’une supernova dangereusement proche dans l’histoire récente.

En examinant un isotope associé à d’autres éléments, nous pouvons lentement construire une signature qui nous en dit plus sur les conditions d’une explosion de collision dans notre région dans des millions d’années avant que les humains ne commencent à y porter une attention particulière.

Cependant, des recherches supplémentaires sur les isotopes spatiaux seront nécessaires.

« Nos données pourraient être la première preuve que les supernovae produisent réellement du plutonium-244 », Dit Et le feu.

«Ou peut-être était-il déjà dans le milieu interstellaire avant que la supernova n’explose et ne soit poussée à travers le système solaire avec le projectile de supernova.

Cette recherche a été publiée dans La science.