Астрофизики научились читать следы древних сверхновых в лунном грунте
Астрофизики из Гавайского университета в Маноа создали математическую модель, которая восстанавливает историю вспышек сверхновых звезд по лунному грунту. Результаты исследования группа под руководством Эмили Костелло опубликовала в журнале Physical Review Letters.
Донные отложения на Земле хранят следы межзвездного вещества только за последние десять миллионов лет. Лунный реголит удерживает космические следы 80-100 миллионов лет и дольше. Однако микрометеориты и астероиды постоянно падают на поверхность Луны, дробят породу и перемешивают слои грунта. Из-за этих ударов радиоактивные частицы от взрывов звезд залегают на разной глубине.
Авторы работы объединили в одной расчетной модели ключевые физические процессы: ударное уплотнение, выброс породы из кратеров, радиоактивный распад изотопов и космическое выветривание. Модель описывает баланс противоположных явлений: одни метеориты засыпают вещество свежим грунтом, а другие выбивают его обратно на поверхность. Формулы учитывают распад остатков звезд и определяют время и координаты выпадения звездной пыли.
Исследователи проверили вычисления на реальных образцах реголита, которые доставили астронавты программы «Аполлон». Ученые уже знали по земным и лунным образцам, что сверхновые в сотнях световых лет от нас взрывались примерно 2,3 миллиона и 7,3 миллиона лет назад. Новая модель точно воспроизвела распределение изотопа железа-60 по глубине лунных кернов, чей возраст предварительно подтвердили по трекам космических лучей и радионуклидам. Затем авторы рассчитали глубину залегания других тяжелых элементов: плутония-244, йода-129, гафния-182 и кюрия-247.
Созданный алгоритм поможет участникам исследовательской программы «Артемида». Если экипажи добудут более глубокие образцы лунного грунта, ученые смогут правильно расшифровать перемешанные слои и шаг за шагом восстановить маршрут Солнечной системы через Галактику.
На обложке остаток сверхновой Кассиопея A. Фото NASA/CXC/SAO.
Самое популярное
