4 دقیقه
ذراتی ریز از غبار ستارهای رادیواکتیو را تصور کنید که در فضا شناورند و آرامآرام در ژرفای اقیانوس آرام تهنشین میشوند. کوچک، نامرئی و بهطرزی عجیب ماندگار. این همان تصویری است که از یک مطالعه تازه به دست آمده است؛ پژوهشی که اتمهای پلوتونیوم بهدامافتاده در پوسته کف اقیانوس را تا یک انفجار نادر کیهانی در صدها میلیون سال پیش ردگیری میکند.
دومینیک کول، فیزیکدان، و همکارانش در مرکز هلمهولتس درسدن روسندورف، ردپاهای ایزوتوپی را در یک پوسته فرومنگنزی دنبال کردند؛ نمونهای که در سال ۱۹۷۶ از عمق ۴٬۸۳۰ متری اقیانوس آرام بیرون کشیده شد. این پوسته مانند حلقههای رشد درخت، لایهبهلایه شکل میگیرد و ذراتی را که از بالا فرو میریزند در خود ذخیره میکند. در میان این ذرات، گروه پژوهشی نشانههایی از پلوتونیوم-۲۴۴ یافت؛ عنصری سنگینوزن که با شیمی معمول زمینی قابل توضیح نیست.
پلوتونیوم-۲۴۴ محصول فرایند آر است؛ زنجیره سریع جذب نوترون که سنگینترین عناصر جهان را میسازد. مکانهایی که میتوانند میزبان چنین مونتاژ اتمی پرشتابی باشند اندکاند: برخورد ستارههای نوترونی، انفجارهای کیلونوا که از آنها پدید میآیند، یا ابرنواخترهایی با انرژی فوقالعاده بالا. هر آنچه در این مورد پلوتونیوم را ساخته، باید رویدادی نادر و بسیار نیرومند بوده باشد.
اما نکته غافلگیرکننده اینجاست. نیمعمر پلوتونیوم-۲۴۴ حدود ۸۱ میلیون سال است. هر مقدار پلوتونیوم اولیه که از زمان شکلگیری منظومه شمسی باقی مانده باشد، باید مدتها پیش ناپدید شده باشد. بنابراین حضور پلوتونیوم-۲۴۴ در لایههای جدیدتر کف اقیانوس یک روایت ساده دارد: این ماده پس از شکلگیری زمین به اینجا رسیده است. اما چه زمانی؟
پژوهشهای پیشین زمانبندی را با محاسبه مقدار پلوتونیومی که به پوسته رسیده بود و سپس بازگشت به عقب برای تخمین فاصله و سن انفجار برآورد کردند و به رویدادی در چند میلیون سال پیش رسیدند. گروه کول مسیر دیگری را انتخاب کرد. آنها بهجای تکیه صرف بر مقدار مطلق پلوتونیوم-۲۴۴، به دنبال ایزوتوپهای همراهی گشتند که باید در همان آتش فرایند آر ساخته شده باشند.
آنها بهطور ویژه کوریم-۲۴۷ و ایزوتوپ کیهانزاد آهن یعنی آهن-۶۰ را جستوجو کردند. کوریم-۲۴۷ با نیمعمری حدود ۱۶ میلیون سال واپاشی میکند، در حالی که آهن-۶۰ تنها حدود ۲٫۶ میلیون سال دوام دارد. آهن-۶۰ پیشتر نیز مشاهده شده و با رسیدن بقایای ابرنواخترها به زمین در چند میلیون سال گذشته مرتبط دانسته شده است. اگر پلوتونیوم تازه از همان انفجارها آمده بود، ردهایی از کوریم نیز باید هنوز وجود میداشت.
آنها آهن-۶۰ را یافتند؛ یافتهای سازگار با اثر انگشت ابرنواخترهای معمول و نزدیک. اما نشانه قانعکنندهای از کوریم-۲۴۷ پیدا نکردند. همین نبودن، روایت را تغییر میدهد. این موضوع نشان میدهد پلوتونیوم در همان انفجارهای اخیر که آهن-۶۰ را به زمین رساندهاند وارد نشده است. در عوض، به نظر میرسد پلوتونیوم بازمانده یک رویداد قدیمیتر فرایند آر باشد؛ رویدادی که همراهان کوتاهعمرتر آن مدتهاست واپاشیده و از میان رفتهاند.
سادهترین برداشت این است: پلوتونیوم-۲۴۴ از یک انفجار نادر فرایند آر در بیش از ۱۰۰ میلیون سال پیش سرچشمه گرفته و کیلونوا یکی از مظنونان اصلی آن است.
دانشمندان در تعیین تاریخ دقیق محتاطاند. اگر این رویداد بیش از حدود یک میلیارد سال پیش رخ داده بود، حتی پلوتونیوم-۲۴۴ نیز تا زیر حد تشخیص محو میشد. بنابراین بازه محتمل گسترده است: از دید مقیاسهای انسانی بسیار کهن، اما نه آنقدر که همه ردپاها از بین رفته باشند. بقایای آن انفجار از آن زمان با محیط میانستارهای آمیخته شده و زمین اکنون از میان پژواک رقیقشده آن عبور میکند.
اهمیت این یافته فراتر از یک داستان جذاب کارآگاهی کیهانی است. این ردپاها نوع تازهای از آرشیو طبیعیاند؛ راهی برای خواندن تاریخ انفجارهای راه شیری و ترسیم مسیری که منظومه شمسی ما از میان ابرهای متغیر بقایای ستارهای پیموده است. این نشانهها برای روایت منشأ عناصر روی زمین نیز اهمیت دارند: عناصر سنگین موجود در پوسته سیاره ما در نهایت از چنین رویدادهای خشونتباری آمدهاند و دانستن زمان و مکان آنها به کاملتر شدن زمینه زمینشناسی و اخترفیزیکی کمک میکند.
آیا آن انفجار باستانی مسیر تاریخ زیستی سیاره ما را هم اندکی تغییر داده است؟ پژوهشگران میگویند این پرسش هنوز بیپاسخ مانده است. فعلاً با یادآوری چشمگیری روبهرو هستیم: کیهان فقط پسزمینهای دوردست نیست، بلکه بازیگری فعال در داستان زمین است؛ بازیگری که یادگارهای فاجعههای باستانی را بر کف دریا میپاشد تا روزی دانشمندان آنها را پیدا کنند.
.webp "نخستین نشانه جدی از قمر فراخورشیدی عظیم دوردست")
نظر بگذارید
نظرات (3)
خب داستان هیجانانگیزه ولی یه خورده اغراق به نظر میاد، تاریخگذاریها خیلی پر از فرضیهان؛ دلایل مستقیم کمن، البته جای کار داره
اینکه پلوتونیوم-۲۴۴ از یک انفجار خیلی قدیمی باشه منطقیه اما چطور مطمئنن که آلودگی آزمایشگاهی یا منابع زمینی حذف شده؟ اطلاعات روش اندازهگیری رو بیشتر بخونم..
وااای، تصویری که ساختین مثل قصهست؛ ذراتی که میلیونها سال به انتظار بودن... حس عجیبی داره، هم زیبا هم مرموز.