DC娱乐网

此时此刻,正有源源不断的宇宙重金属尘埃穿过大气层,悄无声息地落到你的身边。这场宇

此时此刻,正有源源不断的宇宙重金属尘埃穿过大气层,悄无声息地落到你的身边。这场宇宙雨已经下了超过1亿年,且至今没有停息。

最近发表在《自然·天文学》(Nature Astronomy)上的一项研究证实了这一发现。由 Dominik Koll 和 Anton Wallner 领衔的国际团队,对一块1976年在太平洋4830米深海底打捞上来的、重1.9公斤的铁锰结壳(ferromanganese crust)进行了分析。

这种海底石头生长极其缓慢,每3厘米就需要一千万年以上。科学家通过检测铍-10(Be-10)同位素来测定石头的生长年代,并用电脑控制的精密机床把它切成了9层,每一层都代表了大约100万年的历史。这块石头就像一盘记录了地球漫长历史的磁带。科学家想在里面寻找一种非常罕见的宇宙尘埃标记物:钚-244(Pu-244)。

钚-244是钚元素的一种放射性同位素,半衰期长达8100万年。地球诞生之初的钚-244在46亿年的岁月里早已衰变殆尽。如果今天还能在地球上找到它,唯一的可能就是它来自外太空。科学家在澳大利亚核科学技术组织(Australian Nuclear Science and Technology Organisation,简称ANSTO)使用极其灵敏的 Vega 加速器,从每公斤海底石头里数出了几百个钚-244原子。这证明了确实有外星尘埃在不断飘落。

此前,一些专家预测,钚-244的出现规律应该和铁-60(Fe-60)类似。在同一块海底石头里,铁-60在距今200万年和700万年前出现了明显的峰值,这对应了两次超新星(supernova)爆发。超新星爆发是大质量恒星死亡时的剧烈爆炸,能喷射出重金属。如果钚-244也是超新星制造的,它应该在这两个时期暴增。但测量结果出乎意料,这几百个钚-244原子非常均匀地分布在石头的各个历史层位中。这表明它的输入并不对应那两次已知的超新星事件,它的飘落过程极其平稳,就像一层常年不散的“星际雾霾”,持续不断地沉降到地球上。

这层星际雾霾的源头,指向了宇宙中最暴烈的事件。根据元素合成(nucleosynthesis)理论,宇宙中约有一半的重元素只能通过快速中子俘获过程(r-process)产生。这个过程需要极度密集的中子流,已知会发生在极其罕见的千新星(kilonova)爆发中,例如双中子星相撞时。两颗密度极高的中子星在太空中迎头相撞,瞬间产生的高温高压熔炉制造出了包括钍和铀在内的锕系元素(actinides)以及超铀元素(transuranics)。

在这场大碰撞中,钚-244和另一种放射性同位素锔-247(Cm-247)本该被大致等比例制造出来。为了确定这场大碰撞发生的时间,科学家返回实验室,从样品中提取了锔-247。

锔-247的半衰期只有1600万年,远短于钚-244的8100万年。在 Michael Hotchkis 的协助下,科学家用当时世界上最灵敏的检测仪器对锔-247进行检测,结果没有找到确凿证据。这说明原本大致等比例产生的锔-247早已几乎彻底衰变干净。排除仪器灵敏度问题后,唯一的结论是:那场制造了这些重金属的千新星爆发发生在距今1亿年前到10亿年前之间。如果爆发时间更近,锔-247不会衰变殆尽;如果爆发时间超过10亿年,半衰期8100万年的钚-244也同样会消失不见。

当时那场惊天大碰撞产生的碎屑,已经在星际空间中漂泊了一亿多年。它扩散成一片巨大的尘埃云,太阳系正在这片尘埃云中穿行。这场持续上亿年的“宇宙重金属雨”,就是我们穿行这片星际遗迹的铁证。

下一个寻找线索的地点,可能是陆地上更古老的岩石地层,也可能是月球表面沉寂了数百万年的月尘。

~~~~~~

图为科尔博士手持从太平洋洋底采集的地壳样本,图源:Australian Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO)

信源:"Deep-sea crust uncovers steady plutonium rain from ancient kilonova debris." phys.org, 15 June 2026