Международная группа ученых обнаружила доказательства серии мощных взрывов сверхновых звезд, произошедших в очень далеком прошлом в непосредственной, по астрономическим меркам, близости от Земли. Эти взрывы в буквальном смысле "забросали" Землю различными радиоактивными изотопами, в том числе и изотопом железо-60, который был найден во всех образцах, взятых из соответствующих слоев земной коры со дна Тихого, Атлантического и Индийского океана.
"Основная масса изотопа железо-60 попала на Землю в период от 3.2 до 1.7 миллиона лет назад" - рассказывает доктор Антон Валлнер (Dr Anton Wallner), ученый в области ядерной физики из Австралийского национального университета (Australian National University, ANU), - "Мы сначала были удивлены, что все образцы этого изотопа датируются приблизительно одним и тем же промежутком времени, который находится не менее 1.5 миллиона лет в прошлом. И временное распределение этого изотопа указывает на то, что произошла серия взрывов сверхновых, следующих один за другим через относительно небольшие промежутки времени".
Ученые считают, что потоки космических лучей от взрывов сверхновых послужили причиной увеличения плотности облачного покрова Земли, благодаря чему Земля охладилась и на планете произошел переход от теплой эпохи Плиоцена в более холодную эпоху Плейстоцена.
Взрывы сверхновых, "останки" которых достигли Земли, как считают ученые, произошли на удалении менее 300 световых лет от Земли. С такого расстояния эти космические события должны были быть видимыми в небе в дневное время и сопоставимы по яркости с яркостью Луны при свете дня. Несмотря на то, что после этих взрывов Земля подверглась мощной бомбардировке космическими лучами, состоящими из тяжелых элементов, это вызвало незначительное повышение радиации на поверхности, уровень которой был очень мал для нанесения ущерба биологической жизни и для массовой гибели живых существ.
Как уже упоминалось выше, взрывы сверхновых, которые происходят, когда старые звезды исчерпывают свои запасы ядерного топлива, извергают в окружающее пространство огромное количество материи, в которой содержится большая доля радиоактивных изотопов различных химических элементов. Один из таких изотопов - это железо-60, который, в отличие от стабильного изотопа железо-56, имеет период полураспада, равный 2.6 миллионам лет. Таким образом, в настоящее время уже не должно было остаться и следов изотопа железо-60, который попал на Землю в процессе ее формирования более четырех миллиардов лет назад.
Количество атомов железа-60, достигших Земли в далеком прошлом, очень мало, и ученым пришлось использовать чрезвычайно высокочувствительные методы для того, чтобы найти, идентифицировать и определить концентрацию атомов этого изотопа. Для проведения анализа со дна океана в разных местах были взяты 120 образцов пород, относящиеся к разным периодам, охватывающие временную шкалу до 11 миллионов лет назад.
Сначала ученые из Германии и Японии извлекли все железо, содержавшееся в образцах. После этого, при помощи ускорителя Heavy-Ion Accelerator, находящегося в австралийском Национальном университете, из общей массы железа были выделены только атомы изотопа железо-60, была измерена их концентрации и проведена процедура датирования. Результаты оказались весьма удивительны, изотоп железо-60 был найден абсолютно во всех образцах и приблизительно в одинаковых концентрациях, что говорит о том, что в прошлом Земля буквально полностью "искупалась" в потоках космических лучей от взрывов сверхновых.
Датирование изотопа железо-60 было проведено путем измерения концентрации других радиоактивных изотопов, бериллия-10 и алюминия-26, при помощи ускорителя и масс-спектрометра DREsden AMS (DREAMS), Германия. Эта процедура показала два всплеска концентрации, датированных промежутком от 3.2 до 1.7 миллионов лет назад и порядка 8 миллионов лет назад, которые соответствуют нескольким взрывам сверхновых.
Ученые считают, что взрывы сверхновых произошли в одном из старых звездных скоплений, которое с моментов взрывов успело значительно удалиться от Земли. В таком скоплении не должно наблюдаться больших звезд, все они уже давно взорвались как сверхновые, и ученые-астрономы сейчас проводят поиски скопления, параметры которого удовлетворяют ряду определенных критериев, и которое может являться источником взрывов, окативших Землю "душем" радиоактивных элементов.
