太平洋底部,出現了不該有的東西,是630萬年前的「天外來客」?

网瘾少女 2022/03/02 檢舉 我要評論
 

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霍金在逝世前認為, 宇宙中已經發生過20次大爆炸,從爆炸到聚變,再爆炸,如此迴圈,卻並沒有往復。在這些爆炸的過程中, 產生了很多重元素和放射性元素。其中就有一部分來到了地球。

地球結構

這些元素 大部分都存在于地球的地幔與地核中,在 地質變遷的過程中通過各種形式到達地殼。在 70%多的海洋裡,是大部分元素聚集的地方。

此前日本一家石油公司在太平洋進行石油勘測工作時, 挖到了太平洋海底的地殼下方1600米(1.6公里)的岩石,在其中發現了一些罕見物質。

鈈-244(Pu-244)

經科學家們研究鑒定,發現 這些物質是本不該存在在地球上的鐵-60(Fe-60)和鈈-244(Pu-244)。根據這兩種同位素的半衰期, 科學家推測它們早在630萬年前便已經在地球上消失了

科學家們在對這些遠古的放射性核素的研究,才得以讓它們推測這些同位素和其他類似物質產生的天文時序表,讓他們得以了解更多在數百萬年前發生在太陽系的太空大爆炸。不過, 既然是地球上不該有的東西,那這些「天外來客」到底為何會在地球現身呢?它們真的來自外星嗎?

太陽系

鐵-60(Fe60)

首先我們需要了解此次 在太平洋中發現的兩大放射性同位素。

鐵元素在元素週期表上位于第26號,是 地球上非常豐富的元素之一,在 地殼元素中的占比為4.75%,位列第四。

鐵元素也是大質量恒星核聚變反應的終點,當 鐵元素不再融合成別的元素時,會 打破恒星內的流體靜力學平衡,使得恒星內爆,從而形成超新星

鐵原子核中存在不同數量的中子,同位素多達34種宇宙中大部分的鐵元素都是有鐵-56的形式出現,即由 26個質子和30個中子組成的穩定核結構。而 鐵-60則擁有34個中子,多出的四個中子使得這一同位素變得很不穩定,並發生放射衰變

此前,在 南極洲的純白色雪中也曾發現過這個罕見的同位素。當時研究人員認為,這些同位素是當我們的太陽系穿過星際氣體雲時,它才落到地球上,也就是說, 這種同位素並沒有持續而固定的來源。

鐵-60(Fe60)的半衰期

國際物理學家團隊對鐵-60的半衰期進行測定,這一次的測定結果與此前的結果有兩倍因數之差。科學家認為,此前測定的那點誤差,也正是早期實驗困擾的主要原因。

來自 澳洲國立大學的安東·沃爾尼(Anton Wallner)和來自于 奧地利、紐西蘭等國的其他同事一起,採用了與早期不同的測試方法,證實了 鐵-60相對精准的半衰期為260萬年(誤差控制在2%以內)。這個時間可以作為天文鐘來確定同一時間維度的天文事件。

目前 地球已經誕生有45億年,根據鐵-60的半衰期,可以推測, 這個在地球上瀕臨滅絕的反射性核素,一定不是來自地球本身。或許是來自外太空的隕石爆炸,或許是來自恒星的核合成,也就是我們說的超新星爆炸。

超新星爆炸

鈈-244(Pu-244)

鈈與鐵元素有一個很大的區別就在于, 鈈作為元素本就是一種反射性元素,在元素週期表中 排在第94號。

太平洋下將近5000英尺的地方被發現有鈈-244(Pu-244)——鈈元素的同位素之一。根據科學家測定, 鈈-244的半衰期是8060年。同樣的,在地球形成的過程中,最初存在的任何鈈-244也早已衰變。

鈈元素

安東·沃納(Anton Wallner)在聲明中表示, 「情況很復雜——可能這顆鈈-244是在超新星爆炸中產生的,也可能是一個更古老、但更壯觀的事件,比如中子星爆炸後留下的。」

研究人員在對太平洋中收集的樣本進行分析時發現,他們發現的 鈈-244數量只有預計中的百分之一。因此科學家們在推測時承認,除了超新星會產生重元素之外, 中子星的合併也可能是鈈-244產生的原因。

此次鈈-244的發現,給科學家研究重金屬在恒星中形成的過程提供了重要的線索。就如沃納所說的,這一次檢測的資料,將會是超新星或中子星合併確實會產生鈈-244的第一個證據。

宇宙中的「天外來客」

根據科學家不斷地推測,大概 在630萬年前,在距離地球大約250光年的宇宙出現了超新星爆炸。一般只有質量超過太陽八倍的恒星,才會產生超新星爆炸。 在爆炸過程中,才會產生28號元素以及之後的其他元素。

這些元素會在爆炸中四散到宇宙各處,也就是說, 在其他恒星上發現的28號以上的重元素,基本上是來自超新星爆炸和中子星合併等。

因此結合鐵-60的半衰期,科學家推測這次 在太平洋發現的鐵-60應該就是來自630萬年前的那次爆炸。而 鈈-244應該也是同鐵-60一同來到地球,因此說它們是「天外來客」也不為過。

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