Земля летит сквозь пепел древней сверхновой. Улики найдены в антарктическом льду

Земля движется в пустоте космоса. Но пустота эта не совсем пуста. Наша планета, как огромный корабль, рассекает облако газа и пыли — реликт того, что когда-то было звездой. И следы этого плавания оказались вморожены в антарктический лёд, сформировавшийся десятки тысяч лет назад.

Международная группа учёных под руководством Доминика Колля из Центра имени Гельмгольца в Дрездене обнаружила в ледяных кернах возрастом до 80 тысяч лет редкий радиоактивный изотоп — железо-60. Оно не рождается на Земле. Его единственная кузница — недра массивных звёзд, которые заканчивают свой путь взрывом сверхновой. Попадая в межзвёздную среду, эти атомы разносятся по галактике, остывают, смешиваются с газом и пылью. И дрейфуют. Иногда — прямо на пути Солнечной системы.

Десять-двадцать тысяч лет назад наша планетная семья вошла в Местное межзвёздное облако. Учёные полагают, что мы находимся у его внешнего края и покинем его в ближайшие несколько тысячелетий. И именно на время этого входа пришлись самые древние из исследованных льдов.

Колль и его коллеги проанализировали ледяной керн, охватывающий период от 40 до 80 тысяч лет назад — тот самый момент, когда Солнечная система, предположительно, погружалась в облако. Полученные данные сравнили с более ранними измерениями из снега и морских осадков возрастом до 30 тысяч лет. Результат оказался неожиданным: между 40 и 80 тысячами лет назад железа-60 на Землю попадало меньше, чем сегодня.

Значит, либо до входа в облако Земля находилась в среде с более низким содержанием этого изотопа, либо само облако неоднородно по плотности. Сигнал меняется на временных интервалах всего в десятки тысяч лет — по космическим меркам мгновенно. Это позволило исследователям отбросить конкурирующие гипотезы, в том числе ту, согласно которой железо-60 попадает на Землю от давно отгремевших взрывов сверхновых, чей пепел рассеивался и остывал миллионы лет.

Для того чтобы выделить ничтожные следы изотопа, исследователи перевезли около 300 килограммов антарктического льда из бременского Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в Дрезден. После химической обработки от полутонны льда осталось лишь несколько сотен миллиграммов пыли. Из этой пыли выделили железо-60. Затем образцы отправились в Австралийский национальный университет, где находится единственная в мире установка, способная разглядеть такие количества. Машина отсеивает атом за атомом, пока из десяти триллионов исходных частиц не остаются единицы. «Это как искать иголку в 50 тысяч футбольных стадионов, доверху забитых сеном, — объясняет Аннабель Ролофс из Боннского университета. — Машина находит иголку за час».

Главный вывод исследования, опубликованного в Physical Review Letters, таков: облака, окружающие Солнечную систему, связаны со звёздным взрывом, который произошёл в далёком прошлом. Это первый случай, когда у учёных появилась возможность исследовать происхождение этих облаков.

Вопрос, который пока не имеет ответа: какая именно сверхновая оставила этот пепел? Как далеко она была? И что означает для Земли тот факт, что мы сейчас движемся сквозь её останки? Местное межзвёздное облако — не однородный туман. Оно имеет структуру, плотность, возможно, внутренние полости. Изучая железо-60 в разных слоях льда, исследователи надеются восстановить карту этого галактического соседства. Следующий шаг — ледяные керны старше 80 тысяч лет, которые достанут участники проекта Beyond EPICA. Они должны показать, что было до того, как Солнечная система вошла в облако. А значит — каким был космический ветер, обдувавший Землю ещё раньше.