Вблизи Солнца существует несколько межзвездных облаков, происхождение которых точно не известно, но, по одной из гипотез, они появляются во время взрывов сверхновых. В недрах массивных звезд образуется изотоп железо-60, а при их взрыве он выбрасывается в космос. Солнечная система вошла в Местное межзвездное облако примерно 40-120 тысяч лет назад и выйдет из него в течение следующих двух-шести тысяч лет. Ученые предположили, что при прохождении сквозь межзвездный газ и пыль космические частицы могли осесть на Земле.
Несколько лет назад в антарктическом снежном покрове возрастом менее 20 лет обнаружили железо-60, возник вопрос о его происхождении. Так как в последнее время взрывов звезд поблизости не было, значит, что-то другое «занесло» редкий изотоп космогенного происхождения в относительно свежий ледяной покров Антарктиды.
Ученые исследовали состав 295 килограммов антарктического ледяного керна — длинного цилиндрического образца, выбуренного из ледяного щита, в котором запечатлелась история Земли за последние 40-80 тысяч лет, и проследили, как накапливалось железо-60 в течение этого периода. Керн отобрали в том же месте, где ранее были взяты образцы свежего антарктического снега, — на немецкой полярной научно-исследовательской станции «Конен». Это позволяет исключить влияние атмосферных и геологических процессов, которые могли привести к неравномерному осаждению элементов.
Анализ показал, что вероятный источник железа-60 — местное межзвездное облако. Статью с результатами опубликовали в журнале Physical Review Letters.
Сравнение содержания железа-60 с более ранними образцами показало, что в период от 40 000 до 80 000 лет назад на Землю попадало меньше железа-60, чем сегодня. Причин может быть две: раньше Солнечная система проходила через участок с меньшим содержанием железа-60 или само облако имеет неоднородную структуру со значительными колебаниями плотности.
То, что количество железа-60 меняется в течение нескольких десятков тысяч лет, то есть очень быстро по космическим меркам, позволяет исключить другие версии об источнике железа-60. Например, при постепенном затухании звездных взрывов, произошедших миллион лет назад, сигнал должен был бы слабеть на протяжении миллионов лет. В нашем случае картина меняется быстрее. Это лучше согласуется с версией о том, что Земля накапливает частицы из окружающего межзвездного облака.
В дальнейшем команда ученых уже планирует проанализировать еще более древний ледяной керн, образовавшийся до того, как Солнечная система вошла в Местное межзвездное облако.