科学家发现350万年前附近存在基洛诺瓦的证据

亦木近北栽

艺术家对中子星合并的印象。鸣谢:华威大学/马克·加尔利克分校

（）据今日宇宙（安迪·托马威克）：大多数时候，天文学家报告戏剧性的灾难性事件，如中子星合并或黑洞的产生；它们发生在光年之外，通常是在另一个星系。虽然我们可以通过它们发出的光来观察它们的破坏力，但它们对地球的影响很小。然而，最近在海底发现的某些类型的同位素暗示了其中一个事件就发生在离家很近的地方。这可能不是很久以前发生的。

那么，海底的同位素如何确定附近最近发生了灾难性事件呢？在某些元素的情况下，宇宙中很少有过程可以自然地创造它们。其中两种元素——Fe-60和Pu-244——是在300万到400万年前的海洋沉积物中发现的。

理论上，Fe-60可以在普通的超新星中产生。虽然仍然强大，但这些事件并不是我们从远处就能看到的震撼宇宙的大灾难。然而，钚-244被认为只在那些非常事件中产生。特别是，这种钚同位素的产生只发生在特定类别的超新星中，如基洛诺瓦或至少一颗中子星与其他恒星的合并。

科学家们已经观察了这两种同位素的比例，并确定单个双星中子星合并不会产生观察到的数据。然而，来自Universita di Trento的物理学家的一篇新论文发现，通过特定的碎片喷射模式和合并事件发生时的某种倾斜，铁与钚同位素的比例可以用一种称为“基洛诺瓦”的现象来解释，这种现象是在两颗中子星或中子星与黑洞碰撞时产生的。

这些数据的一个重要特征是这些同位素还没有衰变。钚-244的半衰期为8100万年，而铁-60的半衰期仅为150万年。结合沉积物的已知年龄和这些元素的可用半衰期，科学家们可以确定论文的核心比例，该论文现已发布到arXiv预印本服务器上。

其他论文提出，不同罕见类型的超新星可能创造了沉积物样本中的钚/铁比率。这些事件包括磁旋转超新星或塌缩星体；然而，论文显示这两者都不可能是来源。

这使得基洛诺瓦成为最有可能的来源，但是发现无法解释同位素比率的研究呢？有几个因素让基洛诺瓦的解释变得有意义。首先，在合并过程中，一种类型的引力坍缩产生了强烈的“螺旋波”风，从基洛诺娃中喷射出更多的物质。

伴随着重力坍缩，中微子对抛射物轰击可能产生数量与海底发现的相似的钚-244。研究人员进行了一系列模拟，证明这样的比例是可能的——但发现只有在基洛诺娃相对于地球稍微倾斜的情况下——只有当中高纬度的风袭击我们的星球时，这个比例才有意义。

因此，似乎一个基洛诺瓦就可以解释我们海洋中Fe-60和Pu-244的存在。由于这些同位素出现在300万至400万年前形成的沉积物中，基洛诺瓦似乎就发生在那时。但是有多远呢？

为了计算这一点，研究人员根据基洛诺瓦产生的风速计算了他们预计每个元素的不同分布。答案似乎是距离我们大约150-200秒差距——大约500-600光年。从天文角度来看，这基本上就在我们的后院。

好消息是，显然，这一事件并没有导致地球上所有生命的终结。在接下来的几百万年里，我们看不到任何合适的候选人来参与这样一个戏剧性的事件。但像这样的研究很好地提醒了我们，宇宙是危险的，有时危险的事情发生在我们淡蓝色的点附近，令人不安。