В океанской породе нашли изотоп плутония — след древнего слияния нейтронных звезд

Образец подняли со дна Тихого океана еще в 1976 году. Это небольшая железомарганцевая корка — плотная порода, которая очень медленно растет на морском дне и постепенно накапливает вещества из океанской воды. Внутри нее исследователи нашли несколько сотен атомов плутония-244.

Плутоний-244 не мог лежать в земных породах с момента образования планеты: его период полураспада составляет 81,3 млн лет. За 4,5 млрд лет существования Земли он распался бы полностью. Значит, если его атомы находят в относительно молодых слоях океанской корки, они должны были попасть на Землю гораздо позже — например, вместе с космической пылью.

Авторы работы считают, что источник этого плутония — килоновая. Так называют мощную вспышку, которой завершается слияние двух нейтронных звезд. В этих взрывах образуются тяжелые элементы, включая торий, уран, кюрий и плутоний. 

Возраст килоновой восстановили по двум изотопам — плутонию-244 и кюрию-247. Оба должны рождаться при слиянии нейтронных звезд, но кюрий-247 распадается быстрее: его период полураспада составляет около 16 млн лет. В образце плутоний-244 нашли, а кюрия-247 не оказалось. Значит, событие произошло достаточно давно, чтобы кюрий почти полностью исчез, но не настолько давно, чтобы распался весь плутоний.

Чтобы изучить образец, команда высверлила из породы три керна и провела химический анализ. Возраст отдельных участков определяли по бериллию-10 — изотопу с периодом полураспада около 1,5 млн лет. Поскольку железомарганцевая корка растет крайне медленно, даже керн длиной до 3 см охватывал больше 10 млн лет истории.

Остальную часть образца просканировали с помощью рентгеновской компьютерной томографии, залили смолой и разрезали на тонкие слои. Каждый слой соответствовал примерно 1 млн лет роста. Затем эти фрагменты обработали, чтобы найти плутоний и другие редкие изотопы.

В породе также нашли железо-60 — след более поздних сверхновых, которые взорвались рядом с Солнечной системой примерно 2 млн и 7 млн лет назад. Но плутоний-244 распределялся по слоям иначе. Он встречался на протяжении большой части истории роста образца, поэтому авторы считают, что пыль от древней килоновой оседала на Землю долго, вместе с межзвездным веществом.

Теперь исследователи хотят проверить другие древние образцы. Следы взрывов килоновых могут сохраняться не только на дне океана, но и, например, в лунных породах. Поэтому ученые рассматривают лунные породы, включая образцы миссий «Аполлон», как еще один архив древней межзвездной пыли.

Ранее физик Заза Османов посчитал, сколько земных бактерий могло улететь с пылью в океан Европы.

На обложке генерация ProКосмос