W lodzie Antarktydy uwięziony jest gwiezdny pył. Właśnie ujawnił historię naszej podróży przez kosmos

Ziemia – a wraz z nią cały Układ Słoneczny – nie spoczywa w bezruchu. Wręcz przeciwnie! Uczestniczymy w gigantycznym, powolnym walcu wokół jądra Drogi Mlecznej, przecinając po drodze regiony o różnej gęstości materii. Choć przestrzeń międzygwiazdowa wydaje nam się pustką, jest ona wypełniona gazem i pyłem – pozostałościami po gwiazdach, które dawno przestały istnieć.

Do niedawna odtworzenie przebytej przez nas drogi wydawało się niemożliwe, jednak zespół fizyków jądrowych pod kierownictwem dr. Dominika Kolla z Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) odnalazł brakujące ogniwa w najmniej spodziewanym miejscu: w zamarzniętym archiwum Antarktydy.

Autograf gwiazd zamknięty pod lodem

Lądolód antarktyczny to pionowa kapsuła czasu, która od 35 milionów lat warstwa po warstwie rejestruje skład ziemskiej atmosfery. W 2019 roku zespół Kolla dokonał sensacyjnego odkrycia w świeżym śniegu, odnajdując śladowe ilości izotopu żelaza ⁶⁰Fe. Teraz, dzięki próbkom pobranym w ramach projektu EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica), naukowcy cofnęli się w czasie, badając lód sprzed 40 do 81 tysięcy lat.

Czym jest żelazo-60?

Izotop ⁶⁰Fe jest wyjątkowy z kilku powodów. Kluczowe jest jego kosmiczne pochodzenie – powstaje niemal wyłącznie podczas eksplozji supernowych. Na Ziemi nie istnieją naturalne procesy zdolne do wytworzenia go w znaczących ilościach.

Kolejną cechą jest czas jego połowicznego rozpadu. To prawdziwy zegar radiometryczny, bo wynosi on około 2,6 mln lat. Co to oznacza? Jakiekolwiek żelazo-60, które mogło znajdować się na Ziemi w momencie jej powstania 4,5 miliarda lat temu, dawno już zniknęło. Cała reszta jest przybyszami z kosmosu. Każdy atom ⁶⁰Fe znaleziony w lodzie musi pochodzić z zewnątrz – jest dosłownym pyłem z innych gwiazd, który spadł na naszą planetę.

Podróżujemy przez Lokalny Obłok Międzygwiazdowy

Układ Słoneczny dryfuje obecnie przez obejmujący około 30 lat świetlnych region nazywany Lokalnym Obłokiem Międzygwiazdowym (LIC). Jest to rzadka struktura złożona z gazu i pyłu, która prawdopodobnie została uformowana i nasączona radioaktywnymi izotopami przez pobliskie supernowe. Badania 295 kilogramów lodu wykazały, że stężenie gwiezdnego pyłu nie jest stałe.

Analiza wykazała fascynującą zależność: koncentracja ⁶⁰Fe w lodzie sprzed kilkudziesięciu tysięcy lat jest znacznie niższa niż w śniegu z ostatnich dekad. Sugeruje to, że nasza podróż przez LIC nie jest jednorodna. Około 80 tysięcy lat temu Układ Słoneczny wszedł w rzadszy obszar obłoku, by z czasem przemieścić się w jego gęstsze rejony, przez które nawigujemy dzisiaj. Rdzenie lodowe są więc niczym znana z samolotów czarna skrzynka lotu naszej planety przez galaktykę.

To nie bombardowanie, a ślad podróży. Historia zapisana w atomach

Aby mieć pewność, że żelazo-60 nie jest efektem bombardowania Ziemi przez promieniowanie kosmiczne, naukowcy porównali jego ilość z innym izotopem – manganem-53 (⁵³Mn). Wyniki jednoznacznie potwierdziły: nadmiar żelaza pochodzi z pyłu międzygwiazdowego, a nie z lokalnych interakcji atmosferycznych.

Antarktyda po raz kolejny udowodniła, że jest nie tylko kluczem do zrozumienia zmian zachodzących na samej Ziemi, ale także potężnym detektorem astrofizycznym. Co jeszcze się na niej kryje? Póki co wiemy, że pędzimy przez prawdziwe archiwum pozostałości po supernowych.

Źródło: Physical Review Letters

Nasz autor

Jonasz Przybył

Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.