Σκόνη στον πυθμένα του ωκεανού αποκαλύπτει αρχαίο σουπερνόβα

Οι ωκεανοί της Γης αποκαλύπτουν «μυστικά» των σουπερνόβα

ΑΝΟΥ/ Στιούαρτ Χάι

O Άντον Γουόλνερ, καθηγητής στην Ερευνητική Σχολή Φυσικής και μηχανικής στο Τμήμα Πυρηνικής Φυσικής στο ΕΠΑ..

Αναλύσαμε 10 εκατοστών πάχους δείγμα από το κάτω μέρος του Ειρηνικού Ωκεανού
Θα μπορούσε να βοηθήσει να προσδιοριστεί η ποσότητα των βαρέων στοιχείων



Εξωγήινη σκόνη βρίσκεται στο κάτω μέρος του ωκεανού της Γης: Οι ερευνητές λένε ότι τα κατάλοιπα σουπερνόβα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον να εξηγηθούν οι τεράστιες εκρήξεις

Μια ανακάλυψη στα βάθη των ωκεανών, η οποία συγκεντρώνει πολλές πιθανότητες να ανατρέψει τον τρόπο που κατανοείται έως σήμερα η συμπεριφορά των σουπερνόβα, έκαναν επιστήμονες από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας. 
Οι επιστήμονες κατέφυγαν στον πυθμένα του Ειρηνικού, όπου εδώ και εκατομμύρια χρόνια έχει καταλήξει σκόνη προερχόμενη από εκρήξεις σουπερνόβα, για να αναλύσουν τη σύνθεσή της.
«Από τα θραύσματα που εκτινάσσονται κατά την έκρηξη, μια μικρή ποσότητά τους καταλήγει στη Γη, καθώς διασχίζει τον γαλαξία», αναφέρει στο σάιτ του πανεπιστημίου ο επικεφαλής της έρευνας Άντον Γουόλνερ, καθηγητής στην Ερευνητική Σχολή Φυσικής και μηχανικής. 
«Έτσι, μπορέσαμε να βρούμε γαλαξιακή σκόνη η οποία έχει κατακαθίσει στον πυθμένα εδώ και 25 εκατομμύρια χρόνια, και να μελετήσουμε τη σύνθεσή της, διαπιστώνοντας πως η αναλογία βαρέων στοιχείων όπως πλουτωνίου και ουρανίου είναι μικρότερη από ό,τι περιμέναμε».
Γνωστοί και ως υπερκαινοφανείς αστέρες, οι σουπερνόβα είναι εκρήξεις άστρων που βρίσκονται στο τέλος της «ζωής» τους και στους οποίους σχηματίζονται μερικά από τα στοιχεία που είναι απαραίτητα για τη ζωή, όπως ο σίδηρος ή το κάλιο, και διαχέονται στο σύμπαν. 
Μέσω μιας τέτοιας έκρηξης, παράγονται επίσης μόλυβδος, άργυρος, αλλά και βαρύτερα στοιχεία, όπως ουράνιο και πλουτώνιο.
Η ομάδα του Γουόλνερ μελέτησε το ραδιενεργό πλουτώνιο 244, το οποίο διασπάται με τέτοιο ρυθμό, ώστε η ποσότητά του να υποδιπλασιάζεται κάθε 81 εκατομμύρια χρόνια. 
«Οποιαδήποτε ποσότητα του στοιχείου που υπήρχε όταν σχηματίσθηκε ο πλανήτης μας από διαγαλαξιακά αέρια και σκόνη, πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια, έχει πλέον εξαλειφθεί», λέει ο επιστήμονας.
«Συνεπώς, κάθε δείγμα πλουτωνίου που ανακαλύπτεται στη Γη θα πρέπει να παράχθηκε από βίαια γεγονότα τα οποία συνέβησαν πιο πρόσφατα, μέσα στα τελευταία εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια».
Η ομάδα ανέλυσε δείγματα από μία πολύ σταθερή περιοχή στον πυθμένα του Ειρηνικού Ωκεανού. «Με αυτό τον τρόπο, βρήκαμε 100 φορές λιγότερο πλουτώνιο από αυτό που αναμέναμε», επισημαίνει ο επικεφαλής της έρευνας. 
Επομένως, με δεδομένο που είναι γνωστό ότι σε αυτό το χρονικό διάστημα έχουν συμβεί εκρήξεις σουπερνόβα, οι μετρήσεις δεν συμφωνούν με τις θεωρίες για τον σχηματισμό των βαρύτερων στοιχείων από μια τέτοια έκρηξη.
Επίσης, υποδεικνύουν ότι η προέλευση των στοιχείων ίσως είναι διαφορετική. 
«Φαίνεται πως τα βαρέα στοιχεία δεν πρέπει να προήλθαν από τυπικές εκρήξεις σουπερνόβα, αλλά από πιο σπάνια και ακόμη πιο βίαια φαινόμενα, όπως για παράδειγμα από συγχώνευση δύο αστέρων νετρονίων».

*Σκόνη από σουπερνόβα βρέθηκε στον βυθό του Ειρηνικού

Η εξωγήινη ύλη πιστεύεται ότι προέρχεται από εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων πριν από εκατομμύρια χρόνια

(πηγή)

Το υπόλειμμα του σουπερνόβα του Κέπλερ που εξερράγη το 1604. Οι υπερκαινοφανείς φαίνεται ότι δεν παράγουν όσο πλουτώνιο περίμεναν οι ερευνητές.

Μελβούρνη 

Εξωγήινη σκόνη που πιστεύεται ότι προέρχεται από εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων πριν από εκατομμύρια χρόνια βρέθηκε στο βυθό του Ειρηνικού, μια ανακάλυψη που προσφέρει νέα στοιχεία για το ρόλο των σουπερνόβα στην παραγωγή των χημικών στοιχείων στα οποία βασίζεται η ζωή.

Το νέφος

Στα αρχικά στάδια της εξέλιξής του, το Σύμπαν ήταν ένα αχανές σύννεφο υδρογόνου, το οποίο είναι το ελαφρύτερο και απλούστερο χημικό στοιχείο. Σταδιακά το υδρογόνο συμπυκνώθηκε σε νέφη, άναψε και έδωσε τα πρώτα άστρα. 
Όλα τα υπόλοιπα στοιχεία του Περιοδικού Πίνακα σχηματίστηκαν από θερμοπυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης στην καρδιά αυτών των άστρων. Και τα αυτά πέθαναν, εξερράγησαν σε σουπερνόβα και σκόρπισαν το περιεχόμενό τους στον Κόσμο.

Τα στοιχεία

Αυτό σημαίνει ότι ο άνθρακας, το άζωτο, το οξυγόνο και τα υπόλοιπα στοιχεία από τα οποία αποτελείται το ανθρώπινο σώμα προήλθε από άστρα που εξερράγησαν πολύ πριν το σχηματισμό της Γης. Όπως λένε συχνά οι αστροφυσικοί, όλοι είμαστε ουσιαστικά παιδιά των άστρων. Αλλά ποιων άστρων; Η νέα μελέτη εξετάζει την ποσότητα βαρέων στοιχείων, όπως το πλουτώνιο και το ουράνιο, που παράγονται από σουπερνόβα -εκρήξεις γερασμένων άστρων συγκεκριμένου μεγέθους.

«Μικρές ποσότητες υλικού από αυτές τις μακρινές εκρήξεις πέφτουν στη Γη καθώς ταξιδεύουν στον Γαλαξία» λέει ο Άντον Ουάλνερ του Αυστραλιανού Εθνικού Πανεπιστημίου, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης στην επιθεώρηση «Φύση Ανακοινώσεις». 
«Αναλύσαμε γαλαξιακή σκόνη των τελευταίων 25 εκατομμυρίων ετών, η οποία είχε κατακαθίσει στον ωκεάνιο πυθμένα, και διαπιστώσαμε ότι υπάρχει πολύ λιγότερα βαριά στοιχεία όπως το πλουτώνιο και το ουράνιο από ό,τι περιμέναμε» αναφέρει.

Η μελέτη

Η ερευνητική ομάδα ανέλυσε δείγματα σε βάθος 10 εκατοστών κάτω από τον πυθμένα σε μια γεωλογικά σταθερή περιοχή του Ειρηνικού Ωκεανού, τα οποία αντιπροσωπεύουν 25 εκατομμύρια χρόνια σταδιακής συσσώρευσης. 
Αναζήτησαν το ισότοπο πλουτώνιο-244, το οποίο διασπάται αυθόρμητα με χρόνο ημιζωής 81 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι «το πλουτώνιο-244 που υπήρχε όταν σχηματίστηκε η Γη [...] πριν από τέσσερα και πλέον δισεκατομμύρια χρόνια έχει διασπαστεί» εξηγεί ο Ουάλνερ. «Επομένως, όσο πλουτώνιο-244 βρίσκουμε σήμερα στη Γη πρέπει να δημιουργήθηκε σε εκρήξεις που συνέβησαν πιο πρόσφατα, τα τελευταίες εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια».

Η ποσότητα πλουτωνίου-244 που βρέθηκε στο βυθό «ήταν 100 φορές μικρότερη από ό,τι περιμέναμε» αναφέρει ο ερευνητής. «Φαίνεται ότι αυτά τα βαριά στοιχεία μπορεί και να μην δημιουργήθηκαν από στάνταρτ σουπερνόβα. Ίσως παράγονται από σπανιότερες και ισχυρότερες εκρήξεις όπως η συγχώνευση δύο άστρων νετρονίων».

Όπως φαίνεται, οι αστροφυσικοί θα πρέπει να εξετάσουν άλλα φαινόμενα για να εξηγήσουν την παρουσία αυτών των βαρέων στοιχείων στη Γη.


Επιμέλεια: Βαγγέλης Πρατικάκης*

Το λεγόμενο Νεφέλωμα του Καρκίνου εμφανίστηκε περίπου 1.000 χρόνια πριν με έκρηξη υπερκαινοφανούς άστρου: Οι ερευνητές έχουν βρει εξωγήινη σκόνη στο κάτω μέρος του ωκεανού της Γης και λένε ότι θα μπορούσε να βοηθήσει να εξηγηθεί το φαινόμενο.

Αυτή η κρούστα σιδηρομαγγανίου (ΦεΜν) (με συνολικό πάχος 25 εκ.) δειγματοληψία του 1976 από τον Ειρηνικό Ωκεανό στα 4.830 μέτρα βάθος νερού: μεγάλα δείγματα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή την εργασία λήφθηκαν από το ένα μέρος του φλοιού (υδρογονούχου φλοιού, στρώματα 1-4, αριστερά στο σχήμα)) όσο και από τον πυθμένα (υδροθερμική προέλευση, το στρώμα Χ, ο φλοιός άρχισε να αυξάνεται ~ 65 αγκο43 , βλέπε αναφορές επίσης 44, 45).

*Η ομάδα ανέλυσε ένα δείγμα του φλοιού της Γης (φωτογραφία), που αντιπροσωπεύει 25 εκατομμύρια χρόνια της συσσώρευσης, καθώς και βαθιά θαλάσσια ιζήματα που συλλέχθηκαν από μια πολύ σταθερή περιοχή στο κάτω μέρος του Ειρηνικού Ωκεανού.* (πηγή)

Τα φάσματα αναγνώρισης λαμβάνονται στις μετρήσεις AMS με ανιχνευτή σωματιδίων (δύο σήματα ενεργειακής απώλειας ανεξάρτητη απόκλιση (ΔΕ1 και ΔΕ2) παρίστανται γραφικώς σε x και y-άξονα). 

Παρασιτικά (ή παρασκήνιο) σωματίδια διαφόρων ενεργειών (για παράδειγμα, 195Pt4 +) και διαφορετικής μάζας διαχωρίστηκαν σαφώς και δεν παρεμβαίνουν. 

Εμφανίζεται μία υπέρθεση του 244Pu5 + γεγονότα που λαμβάνονται σε μια σειρά μετρήσεων για ένα υλικό αναφοράς 244Pu (μοβ τρίγωνο), τα 12 γεγονότα καταχωρήθηκαν για ένα από τα δείγματα επιφανειακού στρώματος, Β1 (κίτρινο τρίγωνο) και τα 2 συμβάντα που μετρήθηκαν για τα βαθύτερα στρώματα Β3 και D4, αντίστοιχα (μπλε κύκλος). (πηγή)

Η ροή ISM 244Pu στην τροχιά της Γης προσδιορίζεται από τις συγκεντρώσεις που μετρήθηκαν σε ένα φλοιό βαθιάς θάλασσας και ένα δείγμα ιζήματος βαθέων υδάτων (σημειώστε τη λογαριθμική κλίμακα). 

Τα αποτελέσματά μας σε σύγκριση με τις προηγούμενες μετρήσεις (βαθέως θάλασσας φλοιού 41 και ιζημάτων 40 ) και στα μοντέλα της γαλαξιακής χημικής εξέλιξης 18, 50 εφόσον οι συνθήκες είναι σταθερής κατάστασης και λαμβάνοντας υπόψη το φιλτράρισμα των σωματιδίων σκόνης κατά την είσοδο την ηλιόσφαιρα 31. 

Τα βέλη και οι μπάρες σφάλματος (σαν το γράμμα "Τ"), αντιπροσωπεύουν τα ανώτερα επίπεδα (2σ, σίγουρο επίπεδο 95%) από τις μετρήσεις. 

Η πράσινη περιοχή δείχνει το εύρος των δεδομένων που προκύπτει από τα σταθερής κατάστασης μοντέλα. 

Τα δεδομένα από τον φλοιό υποδηλώνουν μια ροή 244Pu, η οποία είναι ένας παράγοντας μεταξύ 80 και 640 κάτω από τη συναγωγή των μοντέλων. (πηγή)

Η μελέτη: Φύση



Το-Νιου-Σας

Πηγή: Ναυτεμπορική - dailymail* - Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας - ΤΟ ΒΗΜΑ (σε *)