Τις περισσότερες φορές που οι αστρονόμοι αναφέρουν δραματικά, κατακλυσμιαία γεγονότα, όπως η συγχώνευση αστέρων νετρονίων ή η δημιουργία μιας μαύρης τρύπας, λαμβάνουν χώρα έτη φωτός μακριά, συνήθως σε έναν άλλο γαλαξία.
Ενώ μπορούμε να παρατηρήσουμε την καταστροφική τους δύναμη μέσω του φωτός που εκπέμπουν, έχουν ελάχιστες επιπτώσεις στη Γη. Ωστόσο, μια σχετικά πρόσφατη ανακάλυψη ορισμένων τύπων ισοτόπων στον πυθμένα του ωκεανού υποδηλώνει ότι ένα από αυτά τα γεγονότα συνέβη αρκετά κοντά στον πλανήτη μας. Και πιθανότατα δεν συνέβη πριν από πολύ καιρό.
Πώς τα ισότοπα στον πυθμένα του ωκεανού προσδιορίζουν ότι ένα καταστροφικό γεγονός συνέβη πρόσφατα και σε κοντινή απόσταση;
Στην περίπτωση ορισμένων στοιχείων, πολύ λίγες διαδικασίες στο σύμπαν μπορούν να τα δημιουργήσουν με φυσικό τρόπο. Δύο από αυτά τα στοιχεία (Fe-60 και Pu-244) βρέθηκαν σε ωκεάνια ιζήματα που χρονολογούνται πριν από 3-4 εκατομμύρια χρόνια.
Το Fe-60 μπορεί, θεωρητικά, να δημιουργηθεί σε ένα σουπερνόβα. Ωστόσο, το Pu-244 πιστεύεται ότι δημιουργείται μόνο σε αυτά τα έκτακτα γεγονότα. Συγκεκριμένα, η δημιουργία αυτού του ισοτόπου πλουτωνίου συμβαίνει μόνο σε συγκεκριμένες κατηγορίες σουπερνόβα, όπως σε μία kilonova ή στη συγχώνευση τουλάχιστον ενός άστρου νετρονίων με κάτι άλλο.
Τι είναι η kilonova
Οι επιστήμονες έχουν ήδη εξετάσει τις αναλογίες αυτών των δύο ισοτόπων και έχουν διαπιστώσει ότι η συγχώνευση ενός δυαδικού αστέρα νετρονίων δεν θα μπορούσε να δημιουργήσει τα παρατηρούμενα δεδομένα.
Ωστόσο, μια νέα εργασία από φυσικούς του Universita di Trento διαπίστωσε ότι, με ένα συγκεκριμένο μοτίβο εκτίναξης συντριμμιών και μια συγκεκριμένη κλίση του γεγονότος της συγχώνευσης, η αναλογία των ισοτόπων σιδήρου και πλουτωνίου θα μπορούσε να εξηγηθεί από ένα φαινόμενο γνωστό ως «kilonova», το οποίο δημιουργείται όταν συγκρούονται είτε δύο αστέρες νετρονίων είτε ένας αστέρας νετρονίων και μια μαύρη τρύπα.
Ένα κρίσιμο χαρακτηριστικό των δεδομένων ήταν ότι αυτά τα ισότοπα δεν είχαν ακόμη διασπαστεί. Το Pu-244 έχει χρόνο ημιζωής 81 εκατομμύρια χρόνια, ενώ το Fe-60 έχει χρόνο ημιζωής μόλις 1,5 εκατομμύριο χρόνια. Ο συνδυασμός της γνωστής ηλικίας του ιζήματος με τον διαθέσιμο χρόνο ημιζωής αυτών των στοιχείων επέτρεψε στους επιστήμονες να προσδιορίσουν την αναλογία.
Άλλες δημοσιεύσεις έχουν προτείνει ότι διαφορετικοί σπάνιοι τύποι σουπερνόβα θα μπορούσαν να έχουν δημιουργήσει την αναλογία πλουτωνίου/σιδήρου στο δείγμα ιζήματος. Σε αυτά περιλαμβάνονται γεγονότα όπως ένας μαγνητο-περιστροφικός σουπερνόβα ή ένας καταρράκτης (Collapsar)– ωστόσο, η εργασία δείχνει ότι κανένα από αυτά δεν θα μπορούσε να είναι η πηγή.
Αυτό αφήνει μία kilonova ως την πιο πιθανή πηγή, αλλά τι γίνεται με την έρευνα που βρήκε ότι είναι αδύνατο να εξηγήσει την αναλογία ισοτόπων; Αρκετοί παράγοντες υποστηρίζουν το σενάριο όπου η εξήγηση με μία kilonova βγάζει νόημα.
Πρώτον, ένας τύπος βαρυτικής κατάρρευσης κατά τη διάρκεια της συγχώνευσης δημιουργεί ισχυρούς ανέμους “σπειροειδούς κύματος”, οι οποίοι εκτινάσσουν πολύ περισσότερη ύλη από την kilonova. Μαζί με αυτή τη βαρυτική κατάρρευση, ο βομβαρδισμός του εκτοξευόμενου υλικού με νετρίνα θα μπορούσε να δημιουργήσει το Pu-244 σε ποσότητες παρόμοιες με αυτές που βρέθηκαν στον πυθμένα του ωκεανού.
Οι ερευνητές έτρεξαν μια σειρά προσομοιώσεων που απέδειξαν ότι μια τέτοια αναλογία ήταν δυνατή – αλλά διαπίστωσαν ότι ήταν μόνο αν μία kilonova ήταν ελαφρώς στραβή σε σχέση με τη Γη – η αναλογία είχε νόημα μόνο αν ο άνεμος από τα μεσαία προς τα υψηλά γεωγραφικά πλάτη ήταν αυτός που έπληξε τον πλανήτη μας.
Φαίνεται, λοιπόν, ότι μία μόνο kilonova θα μπορούσε να εξηγήσει την ύπαρξη Fe-60 και Pu-244 στους ωκεανούς μας. Και δεδομένου ότι αυτά τα ισότοπα εμφανίστηκαν σε ιζήματα που δημιουργήθηκαν πριν από 3 έως 4 εκατομμύρια χρόνια, φαίνεται πιθανό ότι η kilonova συνέβη τότε.
Πόσο μακριά ήταν η kilonova;
Για να το υπολογίσουν την απόσταση της kilonova από την Γη, οι ερευνητές υπολόγισαν τις διαφορετικές διασπορές που θα περίμεναν για κάθε στοιχείο με βάση την ταχύτητα του ανέμου που δημιουργήθηκε από την kilonova. Η απάντηση, όπως φαίνεται, ήταν περίπου 150-200 parsecs μακριά – περίπου 500-600 έτη φωτός. Αυτό είναι βασικά ακριβώς στην αυλή μας από αστρονομική άποψη.
Τα καλά νέα είναι ότι, προφανώς, αυτό το γεγονός δεν προκάλεσε το τέλος της ζωής στη Γη. Και δεν έχουν εντοπίσει κανέναν υποψήφιο για ένα τέτοιο δραματικό γεγονός κοντά στη Γη, οποιαδήποτε στιγμή μέσα στα επόμενα εκατομμύρια χρόνια.
Ωστόσο έρευνες όπως αυτή αποτελούν μια καλή υπενθύμιση ότι το σύμπαν είναι επικίνδυνο και ότι μερικές φορές επικίνδυνα πράγματα συμβαίνουν πολύ κοντά στον πλανήτη μας.