深海中发现，但来源于太空，这就是罕见元素钚

殷亚龙

经过检测钚-244，可以判别恒星上的重金属构造。


图：SN2014J是近10年内最接近超新星的恒星。钻研以为，宇宙中的重金属即是由此类恒星爆炸发生。
迷信家在深海地壳中检测到喷射性元素钚，这一稀有景象未探访恒星中的重金属构成状况提供了新的线索。
一项钻研标明，同位素钚-244也许是和超新星上的较轻金属元素铁-60同时泛起在地球上的。这标明，超新星也许也可以发生重金属，只管，其余事情如中子星合并等，也可能会造成如钚-244这样的重金属。


安东.沃纳是澳大利亚国立大学及德国德累斯顿.罗森多夫亥姆.霍兹钻研核心的核物理学家，他表现，理清重金属元素的造成机制依然是物理学界的三大困难之一。比铁元素重的金属元素里，50%摆布的元素是在恒星内核经过核聚变造成，而剩下的一半则需求借助高密度的自在中子造成。这象征着，另外一半元素必需是在比超新星内核更为爆炸性的环境中能力造成，例如产生中子星合并或者黑洞与中子星碰撞等大型事情。


沃纳正与来自日本、澳大利亚以及欧洲的迷信家发展协作钻研，他但愿可以发现一些产生在地球上的天体事情的痕迹。以后，他们曾经发现了一些从未在地球上天然造成的喷射性重金属元素。详细而言，钻研人员正在寻觅钚-244元素，它是钚的一种变体，其半衰期是8060万年，这象征钚-244元素需通过8060万年的喷射性衰变能力损耗掉一半初始钚。在地球造成过程当中，最后存在的任一钚-244元素都已衰变，因此，钻研人员可以发现的任一原子都是早期的外来物资。沃纳说：“咱们能否发现地球上的钚-244元素？而后，咱们会知道它是来自太空。”


罕见金属
为了寻觅罕见元素，钻研人员搜集了位于太平洋5000尺（约1500米）下的地壳样本。沃纳告知LIVE迷信的任务人员，这些石块的造成速度十分慢，一毫米的地壳便有约40万年的历史。此次样本搜集任务掩盖了过来一千万年摆布的地壳岩石。
之后，钻研人员检测了样本以寻觅在超新星上造成的地外铁元素铁-60及钚-244元素。他们同时发现了这两种元素。


沃纳表现，因为此前的钻研曾经发现了深海堆积物及地壳中铁-60元素的颠簸状况，因此，发现铁-60其实不让人诧异。这一发现证明了钻研人员此前的假定，即铁-60元素有两个增长时间，一个增长时间泛起在420万年至5500万年后期间，另外一个增长时间在700万年前。这一金属元素的颠簸也许是受两颗相近的超新星影响。
沃纳说：“过后产生的超新星现象确定十分壮观，铁-60元素即是在那时发生。超新星的亮度至关于一颗残缺的月球亮度，因此即便在白昼，你也许也能看到它。”


过来，钻研人员不足足够灵活的探测装备来精确检测地壳上分布的极罕见金属元素钚-244.然而，借助前沿科技与办法，以后的钻研曾经可以做到。因为钻研人员必需理清300万年至500万年前的地壳层，因此判别这一地外钚元素到达地球的时间点仍具难度，然而，能够发现的是，钚-244元素的颠簸程度与铁-60元素的颠簸程度互相关联。沃纳表现：“钚-244与铁-60的比率似乎是恒定的。”这标明，二者也许来自同一源头。
在恒星中铸造
只管，钚-244元素与铁-60元素可能都来自超新星，然而，仍有许多问题有待解答。沃纳表现，计算模型试图摹拟超新星外部元素造成的进程，然而，实际上很难生成重元素。最新钻研中发现的钚-244与铁-60的比率标明，星体爆炸后，钚-244的含量远低于铁-60，钚-244元素可能只占元素总量中很小的部份。


沃纳指出，也存在一种可能，即深海地壳中发现的钚-244元素并非来自超新星。也多是在更初期的天体事情中造成，并随便的在深空中飘散，当与铁-60元素相遇后，钚-244元素因为较重的品质而被吸引，随后与铁-60结合在一同。在这一状况下，两个元素便会同时到达地球，然而钚-244元素的造成时间相对于会更早一些。
为了探究这一可能性，钻研人员但愿进一步钻研不等同级的半生命周期原子。半生命周期就像一个时钟，迷信家可以借此判别元素的生命周期规模。例如，假如钚-244元素与另外一更短半生命周期的元素同时被发现，那末，这即可阐明，这二者都是更为年老的元素。同时，这也标明，超新星中发生的钚-244元素含量十分低，大部份钚-244元素是降生于其余如中子星合并等事情。


钻研团队以后正在钻研体积大10倍的地壳样本。钻研更大的地壳样本将有助于钻研人员扩展搜索钚-244元素的规模，从而更为精确判别钚-244元素到达地球的时间。
沃纳说到：“这个过程当中最使人惊叹的是，你终究发现你所找到的6个或10个可辩别元素并非来自地球，而是来自宇宙太空，之后，你获取了一些对于元夙来源的线索，即它们来自何处？它们什么时候造成？”
BY: Stephanie Pappas
FY: 秋
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