Pozaziemskie atomy plutonu pojawiają się na dnie oceanu.
Rzadka forma tego pierwiastka znaleziona na dnie Pacyfiku wskazuje na jego gwałtowne narodziny w zderzających się gwiazdach.
_______________________________________________
Wpis jest tłumaczeniem artykułu "Extraterrestrial Plutonium Atoms Turn Up on Ocean Bottom" / William J. Broad / 13-05-2021 /
https://www.nytimes.com/2021/05/13/science/extraterrestrial-plutonium-atoms-turn-up-on-ocean-bottom.html
_______________________________________________
Naukowcy badający próbkę skorupy oceanicznej wydobytej z dna Pacyfiku na głębokości prawie mili odkryli ślady rzadkiego izotopu plutonu, śmiercionośnego pierwiastka, który stał się centralnym elementem ery atomowej.
Twierdzą oni, że powstał on w zderzających się gwiazdach, a następnie miliony lat temu spadł przez ziemską atmosferę jako pył kosmiczny.
Analiza otwiera nowe okno na kosmos.
"To niesamowite, że kilka atomów na Ziemi może pomóc nam dowiedzieć się, gdzie syntetyzowana jest połowa wszystkich cięższych pierwiastków w naszym wszechświecie" - powiedział Anton Wallner, pierwszy autor pracy i fizyk jądrowy.
Dr Wallner pracuje na Australijskim Uniwersytecie Narodowym, a także w Centrum Helmholtza w Dreźnie, w Niemczech. Dr Wallner i jego koledzy przedstawili swoje wyniki w Science w czwartek.
Pluton ma złą reputację, która jest w pełni zasłużona.
Ten radioaktywny pierwiastek był paliwem pierwszej na świecie próbnej eksplozji jądrowej, jak również bomby, która zrównała z ziemią japońskie miasto Nagasaki podczas II wojny światowej. Po wojnie naukowcy odkryli, że pluton ma szczególnie zabójczy wpływ na zdrowie. Wdychany lub przyjmowany w niewielkich ilościach może powodować śmiertelne nowotwory. Niewielkie ilości plutonu mają też większą siłę rażenia niż inne paliwa jądrowe - ta cecha pomogła w produkcji kompaktowych bomb miejskich, które mocarstwa atomowe umieszczają na szczycie swoich pocisków międzykontynentalnych.
Pierwiastek ten jest często uważany za sztuczny, ponieważ tak rzadko występuje poza wytworami człowieka. W układzie okresowym jest ostatnim z 94 atomów scharakteryzowanych jako naturalnie występujące. Jego śladowe ilości można znaleźć w rudach uranu. Astrofizycy od dawna wiedzą, że powstaje on również spontanicznie we wszechświecie. Trudno im jednak wskazać dokładne miejsca jego powstawania.
Tym, co czyni głębiny oceanu dobrym miejscem do zbierania pozaziemskich wskazówek, jest jego ekstremalne oddalenie od fal zmian zachodzących przy powierzchni planety. To sanktuarium, w którym rzeczy mogą pozostawać niezakłócone przez miliony lat. W tym przypadku naukowcom poszczęściło się, gdy mieli okazję zbadać materiał pochodzący z japońskiej ekspedycji, która pobrała próbki z dna morskiego na równikowym Pacyfiku.
Gwiazdy w swoich rdzeniach zamieniają lekkie pierwiastki w cięższe, tworząc pierwiastki tak ciężkie jak żelazo. Nowe odkrycie rzuca światło na względny wkład dwóch różnych sposobów, w jakie wszechświat tworzy wszystkie pierwiastki cięższe od żelaza, w tym wiele z nich spotykanych w życiu codziennym, takich jak miedź i cynk, rtęć i jod.
Eksplodujące gwiazdy znane jako supernowe od dawna uważane są za główne źródło. Gwałtowne grawitacyjne zapadnięcie się masywnej gwiazdy zamienia znaczną część jej materii w ciężkie pierwiastki, które wystrzeliwują w przestrzeń kosmiczną w momencie odbicia w kolosalnym wybuchu. Te dryfujące pierwiastki ostatecznie mieszają się z bardziej pospolitymi atomami, stając się surowcem dla nowych gwiazd i planet, lub dla samego życia w przypadku ludzi.
Druga ścieżka jest wariacją na temat pierwszej.
Supernowa pozostawia za sobą gęste, zapadnięte jądro, znane jako gwiazda neutronowa, która pakuje tyle samo masy co Słońce na obszarze mniej więcej wielkości Manhattanu. Fuzja orbitalnej pary gwiazd neutronowych jest również postrzegana jako produkcja eksplozji ciężkich pierwiastków, w tym złota i srebra. W 2017 r. po raz pierwszy astronomowie poszukujący fal grawitacyjnych znaleźli dowody na to, że dwie gwiazdy neutronowe rozbijając się o siebie, dają znaczący impuls kosmicznej teorii.
Teraz naukowcy donoszą o znalezieniu rzadkich izotopów żelaza i plutonu, które sugerują, że pochodzenie plutonu jest mniej prawdopodobne z wybuchu supernowej niż w fuzji gwiazd neutronowych.
"W kosmicznych skalach czasowych," powiedział dr Wallner, "są one bardzo charakterystyczne dla ostatnich wybuchowych wydarzeń". Naukowcy datują lądowe przybycie tych szczególnych atomów plutonu na okres ostatnich 10 milionów lat.
Izotopy są odmianami tego samego pierwiastka, których jądra mają różną liczbę cząstek subatomowych znanych jako neutrony. Większość plutonu na Ziemi, produkowanego w reaktorach, to pluton 239. W jego jądrze znajduje się 145 neutronów i jest to materiał, który zazwyczaj jest używany do wywołania eksplozji bomby wodorowej.
Duża część globalnego dna morskiego jest bogata w skaliste skorupy metali lądowych, które odkładały się przez wieki. Odzyskana próbka miała około cala grubości i 18 cali powierzchni. Naukowcy szukali pozaziemskiego plutonu w najgłębszych warstwach, używając niezwykle czułego detektora zoptymalizowanego do wykrywania maleńkich śladów plutonu. Zarejestrował on dziesiątki detekcji kosmicznych atomów. Nie jest to pluton 239, ale rzadki izotop 244, który ma 150 neutronów.
Naukowcy odkryli, że rzadkie izotopy żelaza i plutonu w podmorskiej próbce miały stosunek "niższy niż wymagany" gdyby głównym źródłem plutonu była supernowa. Autorzy doszli do wniosku, że do jego powstania musiały przyczynić się inne zdarzenia astrofizyczne, takie jak fuzje gwiazd neutronowych.
Państwa posiadające broń jądrową eksperymentowały z różnymi izotopami plutonu od początku ery atomowej, ale znalazły niewiele izotopu 244 na Ziemi. Dr Wallner mówi, że on i jego koledzy są na kosmicznym tropie.
"Przenieśliśmy się już do innej, znacznie większej próbki", zauważa dr Wallner, dodając, że są chętni, by dowiedzieć się więcej.
___________________
Dołącz do grupy Nauka - to społeczność dla wszystkich zainteresowanych nauką, jej zdobyczami, rozwojem, sukcesami i porażkami; dla głodnych wiedzy i sprawdzonych informacji!
https://www.hejto.pl/spolecznosc/nauka
Obserwuj też wartościowe tagi #qualitycontent #nauka oraz @arcy
