من المحتمل أن الغبار الكوني الموجود في ثلوج القطب الجنوبي قد ولد في مستعر أعظم بعيد منذ ملايين السنين. جلبت رحلة الغبار بين النجوم في نهاية المطاف المواد إلى الأرض ، حيث اكتشف العلماء الحبوب القديمة.
برز هذا الغبار لأنه يحتوي على نظير حديد يسمى الحديد 60 ، والذي يتم إطلاقه عادة بواسطة المستعرات الأعظمية ولكنه نادر جدًا على الأرض. (النظائر هي إصدارات من العناصر التي تختلف في عدد النيوترونات في ذراتها.)
في البحث عن غبار الفضاء بعيد المنال ، حلل العلماء أكثر من 1100 رطل. (500 كيلوغرام) من الثلوج السطحية التي جمعوها من منطقة على ارتفاعات عالية من القارة القطبية الجنوبية بالقرب من محطة كوهنن الألمانية. وذكر الباحثون في دراسة جديدة أن الثلج سيكون في الغالب خاليًا من التلوث من الغبار الأرضي.
ثم أرسل المحققون الثلج المتجمد إلى مختبر في ميونيخ ، حيث تم صهره وترشيحه لعزل جزيئات الغبار التي يمكن أن تحتوي على آثار للمواد من الفضاء. عندما فحص العلماء الغبار المحترق باستخدام مطياف الكتلة المعجل ، اكتشفوا نظير الحديد 60 النادر - بقايا مستعر أعظم قديم.
الفضاء هو مكان مترب ، غني بالجسيمات التي تطردها السوبرنوفا ويسفك من الكواكب والكويكبات والمذنبات. يمر نظامنا الشمسي حاليًا عبر سحابة كبيرة من غبار الفضاء تُعرف باسم Local Interstellar Cloud (LIC) ، ويمكن للحبوب من هذه السحابة الموجودة على الأرض أن تكشف الكثير عن كيفية تفاعل شمسنا وكواكبها مع الغبار الكوني.
لمعرفة ما إذا كان غبار الفضاء يأتي من مستعر أعظم بعيد ، كان على العلماء أولاً أن يستبعدوا ما إذا كان قد نشأ في نظامنا الشمسي. يمكن للغبار المشعع الذي تسفكه الكواكب والأجسام الأخرى أن يحمل الحديد -60 ، لكن التعرض للإشعاع الكوني يخلق أيضًا نظيرًا آخر: المنغنيز -53. وقارن الباحثون نسب الحديد -60 والمنغنيز -53 في حبوب القطب الجنوبي ، ووجدوا أن كمية المنغنيز كانت أقل بكثير مما كانت عليه لو كان الغبار محليًا.
كيف عرف العلماء أن الحديد 60 في ثلج القطب الجنوبي لم ينشأ على الأرض؟ كتب الباحثون في الدراسة أنه ربما يكون هناك حديد -60 على كوكبنا خلال طفولته ، لكن كل هذا النظائر النادرة قد تحلل منذ فترة طويلة على الأرض. كان من الممكن أن تكون اختبارات القنابل النووية قد خلقت ووزعت الحديد -60 في جميع أنحاء الكوكب ، لكن الحسابات أظهرت أن كمية النظائر التي تنتجها هذه التجارب كانت ستكون أقل بكثير من كمية الحديد -60 الموجودة في ثلج القارة القطبية الجنوبية.
يتم إنتاج الحديد 60 أيضًا في المفاعلات النووية. ومع ذلك ، قال العلماء إن كمية النظائر التي تولدها المفاعلات "غير ذات أهمية" وتقتصر على المفاعلات التي تُصنع فيها. حتى الآن ، حتى الحوادث النووية الخطيرة ، مثل كارثة محطة الطاقة النووية فوكوشيما دايتشي في عام 2011 ، لم تدخل الحديد 60 إلى البيئة بكميات قابلة للقياس ، وفقًا للدراسة.
ذكر العلماء على الإنترنت في 12 أغسطس في مجلة Physical Review Letters ، أن الحديد 60 على الأرض تم العثور عليه في السابق فقط في رواسب أعماق البحار القديمة أو في الصخور التي نشأت في الفضاء ، "مثل النيازك أو على القمر".
وكتب الباحثون "باستبعاد المصادر الأرضية والكونية ، نستنتج أننا وجدنا لأول مرة الحديد 60 الجديد من أصل نجمي في القارة القطبية الجنوبية".
