โดย สเตฟานี ปัปปัส เผยแพร่เมื่อ 15 พฤษภาคม 2021
พลูโทเนียมสล็อตแตกง่าย-244 บอกใบ้ว่าโลหะหนักก่อตัวขึ้นในดาวฤกษ์อย่างไรภาพนี้แสดง SN2014J ซึ่งเป็นหนึ่งในซูเปอร์โนวา Ia ประเภทที่ใกล้เคียงที่สุดในทศวรรษที่ผ่านมา การระเบิดของดาวเช่นนี้เป็นความคิดที่จะสร้างโลหะหนัก (เครดิตภาพ: นาซา, ESA, A. Goobar (มหาวิทยาลัยสตอกโฮล์ม) และทีมมรดกฮับเบิล)รุ่นที่หายากของพลูโทเนียมองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีฝังอยู่ในเปลือกโลกด้านล่างทะเลลึกจะให้
เบาะแสใหม่ว่าโลหะหนักก่อตัวขึ้นในดาวฤกษ์อย่างไร
การวิจัยใหม่พบว่าไอโซโทปที่เรียกว่าพลูโตเนียม-244 อาจมาถึงโลกควบคู่ไปกับเหล็ก-60 ซึ่งเป็นโลหะที่มีน้ําหนักเบากว่าที่รู้จักกันในซูเปอร์โนวาการระเบิดที่เกิดขึ้นในช่วงที่ดาวฤกษ์หลายประเภทเสียชีวิต การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าซูเปอร์โนวาอาจสร้างโลหะหนักทั้งสองชนิด – แม้ว่าจะเป็นไปได้ว่าเหตุการณ์อื่น ๆ เช่นการควบรวมดาวนิวตรอนมีหน้าที่รับผิดชอบอย่างน้อยบางส่วนของพลูโตเนียม-244
การทําความเข้าใจว่าองค์ประกอบที่หนักที่เกิดขึ้นเป็นหนึ่งในสามคําถามที่เผาไหม้มากที่สุดในฟิสิกส์ Anton Wallner นักฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียและศูนย์ Helmholtz Dresden-Rossendorf ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยในเยอรมนี ครึ่งหนึ่งขององค์ประกอบที่หนักกว่าเหล็กถูกสร้างขึ้นในหัวใจของดาวผ่านกระบวนการที่เข้าใจกันดีของฟิวชั่น อีกครึ่งหนึ่งต้องใช้นิวตรอนอิสระความหนาแน่นสูง ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะต้องก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ระเบิดได้มากกว่าแกนดาวทั่วไป – ซูเปอร์โนวาบางทีหรือเหตุการณ์ใหญ่เช่นการควบรวมดาวนิวตรอนหรือการชนกันของหลุมดําและดาวนิวตรอน
ที่เกี่ยวข้อง: ประถมที่รักของฉัน: 8 องค์ประกอบที่คุณไม่เคยได้ยิน
นอกจากผู้ร่วมงานในญี่ปุ่น ออสเตรเลีย และยุโรปแล้ว วอลเนอร์ยังสนใจที่จะค้นหาว่า เขาจะค้นพบลายนิ้วมือของเหตุการณ์ซีเลสเชียลเหล่านี้บนโลกได้หรือไม่ มีบางรุ่นกัมมันตภาพรังสีของโลหะหนักที่ไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งนักวิจัยกําลังตามล่าพลูโตเนียม-244 ซึ่งเป็นรูปแบบของพลูโตเนียมที่มีครึ่งชีวิต 80.6 ล้านปี ซึ่งหมายความว่ามันต้องใช้เวลา 80.6 ล้านปีสําหรับการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีที่จะกินไปครึ่งหนึ่งของพลูโตเนียมเริ่มต้นที่ผลิต. พลูโทเนียม-244 ใด ๆ ที่มีอยู่เดิมในช่วงการก่อตัวของโลกได้นานตั้งแต่สลายตัวดังนั้นอะตอมใด ๆ ที่นักวิจัยสามารถหาได้จะต้องเป็นมนุษย์ต่างดาวในแหล่งกําเนิด
”เราสามารถหาพลูโตเนียม-244 บนโลกได้หรือไม่” วอลเนอร์บอก “แล้วเรารู้ว่ามันมาจากอวกาศ”.
โลหะหายาก เพื่อ ล่า ที่ หายาก เหล่า นี้ นัก วิจัย หัน ไป เก็บ ตัวอย่าง เปลือก โลก จาก ใต้ มหาสมุทร แปซิฟิก เกือบ 1,500 ฟุต.. หินเหล่านี้ก่อตัวช้ามากจนมีบันทึกเปลือกโลกหนึ่งมิลลิเมตรประวัติศาสตร์ 400,000 ปีวอลเนอร์บอกกับ Live Science ตัวอย่างครอบคลุม 10 ล้านปีที่ผ่านมา
จากนั้นนักวิจัยได้ตรวจสอบตัวอย่างเหล็ก 60 ซึ่งเป็นเหล็กนอกโลกที่ก่อตัวขึ้นในซูเปอร์โนวาและสําหรับพลูโทเนียม-244 พวกเขาเจอทั้งคู่
ไม่น่าแปลกใจเลยที่พบ iron-60 วอลเนอร์กล่าวว่าเนื่องจากการวิจัยก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นถึงความผันผวนของระดับเหล็ก 60 ในตะกอนทะเลลึกและเปลือกโลกเมื่อเวลาผ่านไป ผลการวิจัยยืนยันสิ่งที่นักวิจัยเคยสงสัยก่อนหน้านี้: มีการเพิ่มขึ้นของเหล็ก 60 สองครั้ง – หนึ่งที่เกิดขึ้นระหว่าง 4.2 ล้านถึง 55 ล้านปีที่ผ่านมาและหนึ่งที่เกิดขึ้นบางครั้งก่อน 7 ล้านปีที่ผ่านมา การไหลเข้าของโลหะเหล่านี้อาจเป็นผลมาจากซูเปอร์โนวาสองตัวที่อยู่ใกล้ๆ กันวอลเนอร์กล่าวว่า”ซูเปอร์โนวาที่เกิดขึ้นและผลิตเหล็ก-60 จะต้องน่าตื่นเต้นในเวลานั้น” “มันจะต้องมีความคล้ายคลึงกัน [ในความสว่าง] กับพระจันทร์เต็มดวงดังนั้นคุณจะเห็นมันแม้ในเวลากลางวัน”
ในอดีตนักวิจัยไม่มีวิธีการที่ละเอียดอ่อนพอที่จะนับอะตอมที่หายากมากของพลูโตเนียม-244 ที่กระจัดกระจายอยู่ในเปลือกโลกได้อย่างถูกต้อง แต่ในการศึกษาใหม่โดยใช้เทคโนโลยีและวิธีการที่ทันสมัยพวกเขาทํา เวลาของการมาถึงของพลูโตเนียมนอกโลกนี้เป็นเรื่องยากที่จะตรึงลงเนื่องจากนักวิจัยต้องค้นหาชั้นของเปลือกโลกที่สอดคล้องกับระหว่าง 3 ล้านถึง 5 ล้านปีของประวัติศาสตร์ อย่างไรก็ตามการไหลเข้าของพลูโตเนียม-244 มีความสัมพันธ์กับการไหลเข้าของเหล็ก-60”อัตราส่วนของพลูโตเนียม-244 ต่อเหล็ก-60 ดูเหมือนจะคงที่” วอลล์เนอร์กล่าว สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าทั้งสองอาจมาจากแหล่งกําเนิดทั่วไปแม้ว่าการมาถึงประสานงานของพลูโตเนียม-244 และเหล็ก-60 ชี้ให้เห็นว่าทั้งสองอาจมาจากซูเปอร์โนวา, คําถามจํานวนมากยังคงอยู่. แบบจําลองคอมพิวเตอร์ที่พยายามเลียนแบบการก่อตัวขององค์ประกอบภายในซูเปอร์โนวาต้องดิ้นรนเพื่อสร้างองค์ประกอบหนักวอลเนอร์กล่าวว่า อัตราส่วนของเหล็กสล็อตแตกง่าย
