Měření půltunové vrstvy sněhu na Antarktidě odhalilo, že tento kontinent zasypalo v posledních dvaceti letech železo pocházející z části vesmíru mimo naši sluneční soustavu. Uvádí to nová vědecká studie, kterou přijal odborný časopis Physical Review Letters. Železo pochází z výbuchů masivních hvězd nebo supernov.

Termín výbuch supernovy (exploze supernovy) se v astronomii vztahuje k několika typům hvězdných explozí, jimiž vznikají extrémně jasné objekty složené z plazmatu, jejichž jasnost během dalších týdnů či měsíců opět výrazně klesá.

K explozi vedou dvě možné cesty: buď jde o masivní hvězdu, která ve svém jádře syntetizovala takové množství železa nezpůsobilého jaderné fúze, že se gravitačně zhroutila pod silou své vlastní gravitace, nebo o takzvaného bílého trpaslíka, což je astronomický objekt vznikající zhroucením hvězdy o průměrné nebo podprůměrné hmotnosti. V obou případech výsledná exploze supernovy rozmetá obrovskou silou většinu nebo všechnu hmotu hvězdy. Exploze vytváří rázovou vlnu, která se šíří do okolního prostoru, interaguje se zbytky supernovy a mezihvězdnou hmotou. 

Vzdálené galaxie:

Z kosmického záření není, z jaderných testů také ne

Vědci izolovali ve sněhu deset atomů radiokativního izotopu železo-60 s celkem 60 protony a neutrony v jeho jádru. Už předchozí studie ukázaly, že tento izotop, vzniklý ze supernov, se nachází v oceánských usazeninách a ve vzorcích měsíčních hornin. Šlo však o zbytky staré několik miliónů let, u nichž se předpokládalo, že pocházejí z dávných explozí, při nichž byly vesmírem ve vlnách rozmetány trosky hvězdné hmoty. Nová studie odhaluje, že Země se s izotopem železo-60 setkává nadále i v moderní době.

Jaderný fyzik Gunther Korschinek z technické univerzity v Mnichově dopravil spolu s kolegy sníh (díky pečlivému balení a přepravě stále zmrazený) z Antarktidy až do své laboratoře, kde ho rozehřál a přefiltroval. Když se sníh odpařil, podařilo se Korschinkovu týmu identifikovat ve zbytcích železo-60 pomocí urychlovačové hmotnostní spektrometrie. 

Supernovy jsou hlavním místem, odkud železo-60 pochází, ale ne jediným. Podobný izotop mohou vytvořit například vysokoenergetické částice zvané galaktické kosmické paprsky, když ve sluneční soustavě narazí na kosmický prach. Vědecký tým zkoumající antarktický sníh se proto rozhodl ověřit, odkud nalezené zbytky kosmického železa opravdu pocházejí, a porovnával množství izotopu železo-60 s jiným izotopem, produkovaným kosmickými paprsky, manganem-53. Železo-60 se ve srovnání s manganem-53 nacházelo ve sněhu v mnohem větším poměru, než jaký by připadal v úvahu, pokud by oba oba izotopy vytvořilo kosmické záření.

Vyloučena byla i možnost, že by radioaktivní izotop železo-60 pocházel z některých zkoušek jaderných zbraní. "To nám dává jasný signál, že tyto prvky pocházejí z vnějšku sluneční soustavy," říká Korschinek.

Jak vznikl ve vesmíru prostor pro lidi

Výsledek by podle odborného serveru Science News mohl vědcům pomoci lépe pochopit, jak vlastně vznikl ve vesmíru prostor pro lidstvo. Náš solární systém spočívá v plynové kapse s nízkou hustotou, známé jako mezihvězdné mračno. Předpokládá se přitom, že toto mračno kdysi "vystřelily" rázové vlny, vzniklé výbuchem supernovy. Sluneční soustava v současnosti spočívá uvnitř hustší oblasti uvnitř tohoto mezihvězdného mračna. Nález nedávno dopadlého železa-60 podle vědců naznačuje, že toto mezihvězdné mračno skutečně utvářela supernova. 

"Je to vlastně docela zásadní věc," uvedl pro server Science News astrofyzik Brian Fields z Illinoiské univerzity v Urbana-Champaign, který se výzkumu nezúčastnil. "Sděluje nám to řadu věcí o nedávné historii celého našeho místa v galaxii a o existenci a konci masivních hvězd."