Isotop “aneh” langka di kerak bumi mengarah ke sikat modern dengan peristiwa bencana

Di bagian bawah tabel periodik Anda akan menemukan daftar unsur-unsur berat yang menyebabkan kekacauan. Jenis kekacauan yang mungkin Anda temukan dalam ledakan bintang, atau tabrakan antara dua bintang neutron.

Fisikawan telah menemukan sepasang radioisotop besar dalam sampel kerak laut dalam yang ditarik dari ketinggian 1.500 meter (hampir 5.000 kaki) di bawah Samudra Pasifik.

Kami berharap untuk melihat banyak elemen kelas berat dalam pusaran debu dan gas yang membentuk planet kita ribuan tahun yang lalu – tetapi kebanyakan dari mereka seharusnya telah terdegradasi menjadi bentuk yang lebih stabil jauh sebelumnya. Jadi mencari contoh di kerak bumi di dekat permukaan Hari ini Ini menimbulkan beberapa pertanyaan menarik.

Penemuan ini dapat memberi tahu kita satu atau dua hal tentang peristiwa kosmik bencana yang terjadi dalam beberapa ratus tahun cahaya dari Bumi, dan relatif baru-baru ini dalam sejarah geologi kita. Ini juga dapat menyoroti cara pembentukan berat atom berat.

Seperti yang Anda lihat, membangun atom membutuhkan banyak energi. Proton dapat dimampatkan menjadi helium di bawah jenis gravitasi yang Anda temukan di sebuah bintang, tetapi fusi bintang hanya akan membawa Anda jauh. Untuk membangun massa masif seperti plutonium, Anda memerlukan sejenis energi yang dapat menembakkan semburan neutron.

Ada beberapa kondisi di alam semesta di mana “penangkapan neutron cepat” atau proses r ini dapat terjadi, termasuk penggabungan bintang supernova dan bintang neutron.

Sepanjang sejarah alam semesta, banyak bintang telah hancur dan bermunculan, menjatuhkan debu padat besi, uranium, plutonium, emas, dan atom lemak lainnya di seluruh galaksi. Jadi diharapkan planet seperti Bumi telah mengambilnya dalam jumlah yang baik.

Namun tidak semua elemen menghasilkan hal yang sama. Perbedaan jumlah neutron membuat beberapa lebih stabil daripada yang lain. Besi 60, misalnya, adalah sejenis isotop yang akan “berkedip dan melewatkannya” jika Anda melihatnya pada skala kosmik, dengan waktu paruh hanya 2,6 juta tahun sebelum meluruh menjadi nikel.

Menemukan isotop berumur pendek ini di planet kita saat ini – terutama di keraknya, di luar jangkauan proses sintetik modern – berarti pengiriman besi segar yang relatif baru dari alam semesta.

Iron 60 telah muncul dalam sampel batuan sebelumnya, yang berumur hanya 2 juta tahun. Seperti yang terlihat pada material yang dibawa kembali dari permukaan bulan.

Tetapi untuk mendapatkan gambaran yang baik tentang jenis proses r spesifik yang menghasilkan sampel ini, akan sangat membantu untuk mengetahui dengan apa isotop lain hujan.

Fisikawan Anton Waller dari Universitas Nasional Australia memimpin tim peneliti untuk mencari sampel baru Besi 60 untuk melihat apakah mereka dapat mengidentifikasi isotop unsur berat lain di dekatnya.

Apa yang mereka temukan adalah plutonium 244, yang merupakan analoginya Waktu paruh hanya lebih dari 80 juta tahun Stabil untuk plutonium, tetapi bukan jenis elemen yang Anda harapkan sejak planet kita bertemu 4,5 miliar tahun yang lalu.

Secara keseluruhan, tim menemukan aliran berbeda dari 60 besi yang pasti telah tiba dalam 10 juta tahun terakhir. Kedua sampel tersebut disertai dengan sejumlah kecil plutonium-244, masing-masing dalam proporsi yang sama.

Menemukan mereka bersama-sama menambahkan lebih banyak detail daripada mencari salah satunya secara terpisah. Jumlah plutonium di dalamnya kurang dari yang diharapkan jika supernova terutama bertanggung jawab untuk produksinya, menunjukkan kontribusi dari proses r lainnya.

Sebenarnya apa yang ada di balik semburan debu luar angkasa ini terserah imajinasi kita untuk saat ini.

“Ceritanya rumit” Says Dan api itu.

“Ada kemungkinan bahwa plutonium-244 ini diproduksi dalam ledakan supernova atau sisa dari peristiwa yang jauh lebih tua, tetapi jauh lebih menarik seperti ledakan bintang neutron.”

Dengan mengukur katup radiasi masing-masing dan membuat beberapa asumsi tentang astrofisika di balik distribusinya, para peneliti berspekulasi bahwa produksi Besi 60 sesuai dengan dua hingga empat peristiwa supernova yang terletak antara 50 dan 100 parsec (sekitar 160 dan 330 tahun cahaya) Bumi.

Ini bukan pertama kalinya Iron 60 mengindikasikan terjadinya supernova yang sangat berbahaya dalam sejarah baru-baru ini.

Dengan melihat isotop yang terkait dengan elemen lain, perlahan-lahan kita dapat membangun tanda tangan yang memberi tahu kita lebih banyak tentang kondisi ledakan tabrakan di wilayah kita dalam jutaan tahun sebelum manusia mulai memperhatikannya.

Namun, penelitian lebih lanjut tentang isotop ruang angkasa akan diperlukan.

“Data kami bisa menjadi bukti pertama bahwa supernova benar-benar memproduksi plutonium-244,” Says Dan api itu.

“Atau mungkin sudah di medium antarbintang sebelum supernova meledak, dan didorong melalui tata surya dengan proyektil supernova.”

Penelitian ini dipublikasikan di Ilmu.