Исчезнувший изотоп раскрывает секреты ранней Солнечной системы
AstroNews.ru - 04 Марта 2021 21:26:22
Используя распадающийся нуклид ниобий-92, исследователи смогли датировать события, относящиеся к ранней Солнечной системе, с более высокой точностью, чем раньше. В исследовании делается вывод о том, что в окрестностях молодого Солнца могли происходить вспышки сверхновых.
Если у атома химического элемента имеется избыток протонов или нейтронов, то он становится нестабильным. Лишние частицы будут выбрасываться в форме гамма-излучения до тех пор, пока атом вновь не станет стабильным. Одним из таких нестабильных изотопов является ниобий-92 (92Nb), который эксперты также называют радионуклидом. Период его полураспада составляет 37 миллионов лет, что является относительно небольшим промежутком времени по астрономическим меркам, поэтому данный атом почти полностью исчез в Солнечной системе вскоре после завершения ее формирования. Сегодня лишь стабильный дочерний изотоп цирконий-92 (92Zr) свидетельствует о былом существовании изотопа 92Nb.
Тем не менее, ученые продолжают пользоваться этим исчезнувшим изотопом в форме «хронометра 92Nb-92Zr», при помощи которого имеется возможность датировать события, разворачивающиеся в ранней Солнечной системе примерно 4,57 миллиарда лет назад.
Использование хронометра 92Nb-92Zr до настоящего времени ограничивалось отсутствием точной информации о количестве изотопа 92Nb в эпоху формирования Солнечной системы. В новой работе команда исследователей во главе с Марией Шонбахлер (Maria Schönbächler) из Института геохимии и петрологии Швейцарской высшей технической школы Цюриха смогла значительно повысить качество этого «хронометра», изучив редкие минералы циркона и рутила, входящие в состав метеоритов, являющихся фрагментами протопланеты Веста. Эти минералы считаются наиболее подходящими для определения содержания изотопа 92Nb, поскольку они дают точную информацию о распространенности изотопа 92Nb на период формирования метеоритов. Затем при помощи метода датировки, основанного на изучении соотношения между изотопами урана и свинца (уран распадается до свинца), команда рассчитала, насколько широко был распространен изотоп 92Nb в эпоху формирования Солнечной системы. Объединив эти два метода, исследователи смогли значительно повысить точность хронометра 92Nb-92Zr.
Используя данный «усовершенствованный хронометр», исследователи смогли показать, что во внутренней Солнечной системе, где находятся планеты земного типа, включая нашу планету и Марс, в основном доминировал материал, извергнутый в результате взрывов сверхновых типа Ia (взрыв одной из звезд в двойной системы в результате перетекания на нее материала другой звезды) в нашей галактике Млечный путь, в то время как происхождение материала внешней части нашей планетной системы оказалось связано со сверхновой с коллапсом ядра (взрывом массивной звезды).
Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.