研究证实超新星爆炸地球上留放射性痕迹

2016年04月12日 10:08 新浪科技 微博
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超新星即恒星燃料耗尽之后发生的巨大爆炸。超新星即恒星燃料耗尽之后发生的巨大爆炸。
图为本地泡中铁-60分布情况的电脑模型,X即太阳系所在位置。图为本地泡中铁-60分布情况的电脑模型,X即太阳系所在位置。

  新浪科技讯 北京时间4月12日消息,两项最新研究证实,在过去的几百年时间里,地球曾受到过多颗超新星辐射的影响。

  一项研究报告称,他们在地球海床中检测到了放射性铁-60的痕迹,这是超新星残骸的有力证据。另一篇研究论文则建立了一个模型,分析这种同位素最可能来自于哪些超新星。两篇论文都被发表在了期刊《自然》(Nature)上。

  在这两支研究团队所关注的超新星“轰炸”期间,地球上并未发生任何大规模的灭绝事件。而科学家怀疑的那些超新星的确离地球不够近,不足以对地球造成这么大的破坏。但这些辐射可能还是对地球的气候造成了影响,并因此影响了生物的进化历程。

  第二支研究团队的带头人、柏林工业大学的戴特?布雷施沃尔特(Dieter Breitschwerdt)称,最重要的是,这两支研究团队得出的结果是完全一致的。

  在过去数年间,他的研究团队一直在研究“本地泡”的问题。本地泡是一个包裹着太阳系的、直径约600光年的球形区域,里面充满了炽热的气体。布雷施沃尔特教授和他的同事发现,本地泡是由十几颗超新星在附近一个移动中的星团中爆炸之后、向上扩散形成的。

  “我们现在可以将这些超新星的信息列出来,比如它们的质量、它们爆炸的时间、以及它们之前所处的位置等。”布雷施沃尔特教授说道。

  他的研究团队专门计算了这些超新星可能向太空中喷射出多少铁-60,还根据太阳系在银河系中旋转的路径,计算出地球能接收到的铁-60大概有多少,

  科学家于1999年首次在太平洋底的取样中检测出铁-60的存在。地球地壳中含有的微量铁-60显示,大约两百万年前,该物质的含量出现了一个峰值水平。那么,在布雷施沃尔特教授的表格中,最近的一次爆炸是否与这一时间相吻合呢?

  两个字,吻合。根据模拟出的结果,据我们最近的一次爆炸发生在230万年前,距离第二近的则发生在150万年前。

  这是一个相当大的时间跨度,但另一篇论文中正好指出,这些铁-60的散布过程非常漫长,而且发生的时间距我们相对较近。研究人员对120份来自印度洋、太平洋和大西洋的海床样本进行了检测,并根据原子计数法得出了这一结论。

  这些样本总共覆盖了地球1100万年的历史,并且从中可以看出,150万年前到320万年前之间的这段时间里,铁-60的含量有了显著的增加。

  “在长达150万年的时间里,超新星残骸一直在不断出现,这让我们感到非常惊讶。”该研究的主要作者、澳大利亚国立大学的核物理学家安东?瓦尔纳(Anton Wallner)说道,“这说明有一连串的超新星,一个接一个地爆炸。”

著名的蟹状星云是超新星爆炸之后扩散的残骸形成的。著名的蟹状星云是超新星爆炸之后扩散的残骸形成的。
超新星可能一度与地球十分接近,亮度和月球差不多。超新星可能一度与地球十分接近,亮度和月球差不多。

  气候变冷,是巧合吗?

  瓦尔纳博士和他的同事们在650万年前到870万年之前也检测到了铁-60含量的增加,但距我们时间更近的沉积物才与布雷施沃尔特教授的模拟结果有着惊人的吻合。

  甚至连他们预测的距离也是一致的:模拟结果和海床数据都显示,最近一次爆炸发生的地点距我们不到300光年。

  这些超新星爆炸的时间点也十分耐人寻味:“它们爆炸的时候,地球的气候正好开始变冷,由上新世时期进入了更新世时期,这是一个十分有趣的巧合。”瓦尔纳博士补充道。更新世即我们俗称的冰川时代,发生在距今约250万年前。

  附近的恒星爆炸可能会使地球的自然历史进程发生重大的转折,这一观点也并非第一次提出了。但多年来,人们一直没能找到佐证这一观点的科学证据。

  堪萨斯大学的艾德里安?梅洛特(Adrian Melott)专门研究了超新星爆炸可能对地球造成哪些影响。他并未参与上述两项研究,但他为《自然》杂志写了一篇与该两项研究有关的评论。

  “这些(新研究发现中描述的)事件与地球间的距离还不够近,不足以引发大规模灭绝,或造成其它严重的影响,但它们距离我们也不够远,因此它们的影响也不能被忽略。”

  梅洛特教授补充道,他自己的团队将跟进这些研究结果,尤其是关于最近一次超新星爆发朝地球发射了多少残骸的那项研究。

  “我们想知道的是,我们究竟能不能在地球表面上亲眼看到超新星对我们造成的影响。”(叶子)

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