南極に隠れていた古代超新星の宇宙塵

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南極の雪で発見された宇宙塵は、数百万年前の遠い超新星でおそらく誕生しました。塵の星間移動は最終的に物質を地球に運び、そこで科学者は古代の穀物を発見しました。

このダストは、超新星から一般的に放出されるが地球上では非常にまれな鉄60と呼ばれる鉄同位体を含んでいるため、際立っていました。 (同位体は、原子の中性子の数が異なる要素のバージョンです。)

とらえどころのない宇宙塵を探すために、科学者たちは1,100ポンド以上を分析しました。ドイツのコーネン駅近くの南極大陸の高地から集めた表面雪(500キログラム)。その場所では、雪には大陸の粉塵による汚染がほとんどないだろうと研究者らは新しい研究で報告した。

その後、調査員はまだ凍っていた雪をミュンヘンの研究所に送り、そこで雪を溶かしてろ過し、宇宙から微量の物質を含む可能性のあるダスト粒子を分離しました。科学者が焼却されたダストを加速器質量分析計を使用して調べたとき、彼らは希少な鉄60同位体-古代の超新星の遺物-を検出しました。

宇宙はほこりっぽい場所で、超新星によって放出され、惑星、小惑星、彗星から放出された粒子が豊富です。私たちの太陽系は現在、Local Interstellar Cloud(LIC)と呼ばれる宇宙塵の大きな雲を通過しており、地球上で見つかったこの雲からの粒子は、太陽とその惑星が宇宙塵とどのように相互作用するかについて多くを明らかにする可能性があります。

宇宙塵が遠方の超新星から来たかどうかを知るために、科学者はまずそれが私たちの太陽系内で発生したかどうかを除外しなければなりませんでした。惑星や他の体によって放出された照射されたダストは鉄60を保持することができますが、宇宙線への曝露は別の同位体、マンガン53も作成します。研究者たちは南極の穀物中の鉄60とマンガン53の比率を比較し、マンガンの量が粉塵が局所的である場合よりもはるかに少ないことを発見しました。

科学者たちは南極の雪の中の鉄60が地球に起源を持たないことをどうやって知りましたか?研究の初期の段階では、地球上で鉄60が存在していた可能性がありますが、この希少な同位体は地球上で崩壊してからずっと前から存在しています。核爆弾のテストでは、鉄60が生成されて地球全体に分散した可能性がありますが、計算によって、そのようなテストで生成された同位体の量は南極大陸の雪で見つかった鉄60の量よりもはるかに少ないことがわかりました。

鉄60は原子炉でも生成されます。しかし、原子炉が生成する同位体の量は「取るに足らない」ものであり、それが作られる原子炉に限定されていると科学者たちは言った。この調査によると、2011年の福島第一原子力発電所の事故など、これまでに深刻な原子力事故でさえ、鉄60を測定可能な量で環境に導入していませんでした。

以前は、地球上の鉄60は古代の深海堆積物または宇宙で発生した岩にのみ発見されていました。「隕石や月のように」科学者たちは、Physical Review Letters誌の8月12日オンラインで報告しました。

「地球と宇宙の起源を除外することにより、南極で星間起源の最近の鉄60が初めて発見されたと結論付けた」と研究者達は書いた。

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