Etelämantereen lumesta löytynyt kosminen pöly syntyi todennäköisesti kaukaisessa supernovassa miljoonia vuosia sitten. Pölyn tähtienvälinen matka lopulta toi materiaalin Maahan, missä tutkijat löysivät muinaiset jyvät.
Tämä pöly erottui, koska se sisältää raudan isotooppia nimeltään rauta-60, jota supernovat yleensä vapauttavat, mutta erittäin harvinaisia maan päällä. (Isotoopit ovat versioita elementeistä, jotka eroavat atomiensa neutronien lukumäärästä.)
Tutkiessaan vaikeasti avaruuteen liittyvää pölyä, tutkijat analysoivat yli 1100 naulaa. (500 kiloa) pinta lunta, jonka he keräsivät Antarktikan korkealta alueelta lähellä Saksan Kohnen-asemaa. Tuossa paikassa lumi ei olisi pääosin saastunut maanpölystä, tutkijat kertoivat uudessa tutkimuksessa.
Tutkijat lähettivät sitten vielä jäätyneen lumen Münchenin laboratorioon, missä se sulatettiin ja suodatettiin pölyhiukkasten eristämiseksi, jotka voisivat sisältää jälkiä materiaalia avaruudesta. Kun tutkijat tutkivat poltettua pölyä kiihdyttimen massaspektrometrillä, he havaitsivat harvinaisen rauta-60-isotoopin - muinaisen supernovan jäännöksen.
Avaruus on pölyinen paikka, jossa on runsaasti supernovojen karkottamia hiukkasia, jotka irtoavat planeetoista, asteroideista ja komeetoista. Aurinkokuntamme kulkee tällä hetkellä suuren avaruuspölypilven, joka tunnetaan nimellä Local Interstellar Cloud (LIC), ja tämän maan päällä olevan pilven rakeet saattavat paljastaa paljon siitä, kuinka aurinko ja sen planeetat ovat vuorovaikutuksessa kosmisen pölyn kanssa.
Saadakseen selville, tuliko avaruuspöly kaukaisesta supernoovasta, tutkijoiden oli ensin suljettava pois, onko se peräisin aurinkokuntamme. Maapallon ja muiden kappaleiden levittämä säteilytetty pöly voi pitää kiinni rauta-60: stä, mutta altistuminen kosmiselle säteilylle luo myös toisen isotoopin: mangaani-53. Tutkijat vertasivat rauta-60: n ja mangaani-53: n suhteita Etelämantereen jyvissä, ja havaitsivat, että mangaanin määrä oli paljon pienempi kuin mitä olisi ollut, jos pöly olisi paikallista.
Kuinka tutkijat tiesivät, että Etelämantereen lumen rauta-60 ei ollut peräisin maapallolta? Maapallollamme on saattanut olla rauta-60-alkuvaiheita, mutta kaikki tämä harvinainen isotooppi on kauan sitten rappeutunut maapallolla, tutkijat kirjoittivat tutkimuksessa. Ydinpommitestit olisivat voineet luoda ja levittää rauta-60: n koko planeetalle, mutta laskelmat osoittivat, että sellaisilla testeillä tuotetun isotoopin määrä olisi ollut paljon pienempi kuin Etelämantereen lumessa löydetyn rauta-60: n määrä.
Rauta-60: tä tuotetaan myös ydinreaktoreissa; reaktorien tuottaman isotoopin määrä on kuitenkin "merkityksetön" ja se rajoittuu reaktoriin, missä se tehdään, tutkijat sanoivat. Tähän mennessä jopa vakavat ydinonnettomuudet, kuten Fukushima Daiichin ydinvoimalaitoksen katastrofi vuonna 2011, eivät tuottaneet tutkimuksen mukaan rauta-60: ta ympäristöön mitattavissa olevina määrinä.
Aikaisemmin rauta-60: ta maapallolla on löytynyt vain muinaisista syvänmeren esiintymistä tai avaruudesta peräisin olevista kivistä, "kuten meteoriiteista tai kuusta", tutkijat kertoivat verkossa 12. elokuuta Physical Review Letters -lehdessä.
"Sulkemalla pois maanpäälliset ja kosmogeeniset lähteet, päättelemme, että olemme löytäneet ensimmäistä kertaa äskettäin rauta-60: n, jonka alkuperä on tähteiden välistä Antarktikasta", tutkijat kirjoittivat.
