Ученые будут искать в лунной пыли следы сверхновых

Хотя известно, что массивные звезды умирают в результате мощных взрывов, называемых сверхновыми, ученые относительно мало знают о том, как происходят эти взрывы. Не помогает и то, что сверхновые довольно редки и происходят только примерно раз в столетие в окрестностях нашей галактики. Астрономам предстоит собрать воедино всю информацию, используя подсказки из космоса, и, по мнению исследователей из Китая, они, возможно, только что обнаружили новое явление.

Астрофизики Китайского института атомной энергии (CIAE), исследовательского подразделения государственной Китайской национальной ядерной корпорации, разработали способ извлечения редких изотопов из лунных образцов.

Изотопы или версии определенного элемента с различным количеством нейтронов широко используются в астрономических исследованиях. Используя расположение определенных изотопов и изотопные соотношения, ученые могут увидеть, как сформировался объект и как это образование вписывается в эволюцию Вселенной.

Но железо-60 (⁶⁰Fe), изотоп, генерируемый сверхновыми, как известно, трудно добыть. Он производится в небольших количествах, особенно по сравнению с более стабильными изотопами железа, что затрудняет его поиски в поддающихся обнаружению количествах. Пробы, в том числе взятые из метеоритов или глубоководных отложений, также должны быть подготовлены к обнаружению способами, исключающими мешающие элементы.

В новой статье для журнала Nuclear Science & Techniques группа ученых CIAE описывает стратегию, позволяющую более надежно обнаруживать следы железа-60. Их подход основан на новой методике масс-спектрометрии на ускорителе (AMS) и фильтре Вина, который отбирает заряженные частицы на основе скорости. Вместе эти компоненты позволяют обнаруживать железо-60 среди более распространенных изотопов железа с уровнями точности, которые были «ранее недостижимы».

Несмотря на то, что метод AMS заслуживает особого внимания, его потенциальные варианты использования весьма интересны. Когда массивные звезды взрываются, они разбрасывают вещество по всему космическому пространству, включая Луну. Более ранние тесты лунных образцов показали, что среди них присутствует железо-60, хотя и в ничтожных количествах.

Но теперь, когда у астрофизиков появился новый способ определения железа-60, изотоп может рассказать больше о его взрывном происхождении. А поскольку получать лунные образцы становится все проще, этот метод может позволить получить беспрецедентное представление о трансформации нашей Вселенной.

«Результаты этого исследования выходят за рамки академической сферы и предлагают понимание процессов, которые формируют нашу Вселенную», — заявили исследователи. «Возможность измерять мельчайшие количества ⁶⁰Fe на Луне обеспечивает прямую связь с изучением прошлых событий сверхновых, которые происходили поблизости. Эти открытия имеют значение для астрофизики, предлагая новую линзу, через которую можно рассматривать историю и эволюцию звезд».