Sắt-60 được tìm thấy trong đá mặt trăng hỗ trợ cho một phát hiện trước đó - 2 triệu năm trước - một siêu tân tinh phát nổ chỉ cách đó 300 năm ánh sáng.
Đá mặt trăng được thu thập bởi các phi hành gia Apollo đã được tìm thấy có chứa sắt-60, chỉ được tạo ra bởi siêu tân tinh. Tại đây, phi hành gia Apollo 12, Alan Bean lấy một mẫu bề mặt mặt trăng. Ảnh qua NASA.
Một dạng sắt đặc biệt được gọi là sắt-60 - chỉ được tạo ra bằng cách nổ tung các ngôi sao, hoặc siêu tân tinh - đã được tìm thấy trong đá mặt trăng. Nó cung cấp thêm bằng chứng cho thấy một ngôi sao lớn tương đối gần đó đã phát nổ khoảng 2 triệu năm trước, đẩy các yếu tố mới được tạo ra của nó về phía Trái đất và mặt trăng. Các nhà khoa học từ Đức và Hoa Kỳ đã báo cáo những phát hiện mới này vào ngày 13 tháng 4 năm 2016, vấn đề Thư đánh giá vật lý. Phân tích của họ về đá mặt trăng cũng chỉ ra rằng siêu tân tinh phát nổ chỉ cách đó 300 năm ánh sáng, một con số phù hợp với các nghiên cứu trầm tích đại dương trước đó.
Hầu như tất cả các nguyên tố nặng hơn hydro và heli, cho đến sắt, được tạo ra bên trong các ngôi sao như một sản phẩm phụ của phản ứng tổng hợp hạt nhân. Các nguyên tố nặng hơn sắt ổn định chỉ được rèn trong những áp lực khủng khiếp xảy ra khi một ngôi sao rất lớn phát nổ để trở thành siêu tân tinh.
Sắt-60, một nguyên tử sắt có hạt nhân chứa 26 proton và 34 neutron, là một đồng vị không ổn định của sắt mà chủ yếu tạo ra trong vụ nổ tạo ra siêu tân tinh. Nó có chu kỳ bán rã 2,6 triệu năm (chu kỳ bán rã của nguyên tố phóng xạ là lượng thời gian cần thiết cho một nửa lượng đồng vị phóng xạ để phân rã thành một thứ khác).
Siêu tân tinh Tycho trong bước sóng tia X. Các nguyên tố nặng hơn sắt ổn định chỉ hình thành khi một ngôi sao lớn phát nổ tạo thành siêu tân tinh. Hình ảnh qua Đài quan sát tia X của NASA / Chandra
Giả thuyết cho rằng một siêu tân tinh gần đó là nguồn cung cấp sắt-60 trên Trái đất được đề xuất lần đầu tiên vào năm 1999 khi sắt-60 được tìm thấy trong lớp vỏ dưới biển sâu. Một nghiên cứu được công bố vào đầu tháng 4 năm 2016, đã tìm thấy nhiều bằng chứng về nó, khi sắt-60 được phát hiện trong trầm tích biển sâu và lớp vỏ thu được từ Thái Bình Dương, Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương.
Mặt trăng cũng nên được tắm bởi các hạt sắt-60 từ cùng siêu tân tinh đó và các hạt sắt-60 đó sẽ được bảo quản tốt trong môi trường mặt trăng gần như trơ.
Tiến sĩ Gunther Korschinek, một nhà vật lý tại Đại học Kỹ thuật Munich và là đồng tác giả của bài nghiên cứu, nhận xét trong một tuyên bố:
Do đó, chúng tôi giả định rằng sắt-60 được tìm thấy trong cả mẫu trên mặt đất và mặt trăng đều có cùng một nguồn: Các khoản tiền gửi này là vật chất sao mới được tạo ra, được sản xuất trong một hoặc nhiều siêu tân tinh.
Tuy nhiên, một lượng nhỏ sắt-60 cũng có thể là kết quả của sự biến đổi các nguyên tố trên bề mặt mặt trăng bằng cách bắn phá tia vũ trụ. Korschinek bình luận:
Nhưng điều này chỉ có thể chiếm một phần rất nhỏ của sắt-60 được tìm thấy.
Đá bazan olivin mặt trăng được thu thập bởi các phi hành gia Apollo 15, được trưng bày trong Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quốc gia. Hình ảnh qua Wknight94 qua Wikimedia Commons.
Sắt-60 trong các mẫu đá mặt trăng được phát hiện bằng máy quang phổ khối máy gia tốc, một dụng cụ dùng để nghiên cứu các nguyên tử phóng xạ được tìm thấy trong số các nguyên tử ổn định. Kết quả từ phân tích đá mặt trăng cho phép nhóm nghiên cứu thiết lập một lượng giới hạn trên cho dòng các hạt sắt-60 từ siêu tân tinh. Korschinek nói:
Dòng chảy sắt-60 đo được tương ứng với siêu tân tinh ở khoảng cách khoảng 300 năm ánh sáng. Giá trị này phù hợp tốt với một ước tính lý thuyết gần đây được công bố trên tạp chí Nature.
Điểm mấu chốt: Các nhà khoa học đã phát hiện ra sắt-60, một dạng sắt chỉ được tạo ra trong siêu tân tinh, trong đá mặt trăng được thu thập bởi các phi hành gia Apollo. Nó hỗ trợ một phát hiện trước đó - 2 triệu năm trước - một siêu tân tinh phát nổ chỉ cách đó 300 năm ánh sáng.