El descubrimiento de Hierro-60 en la Antártida proporciona información sobre el medio ambiente del Sistema Solar.
La estación de Kohnen es un asentamiento de contenedores en la Antártida, de cuya vecindad se originaron las muestras de nieve en las que se encontró Hierro-60.
Crédito: Martin Leonhardt / Alfred-Wegener-Institut (AWI).
El raro isótopo hierro-60 se crea en explosiones estelares masivas. Solo una cantidad muy pequeña de este isótopo llega a la Tierra desde estrellas distantes. Ahora, un equipo de investigación con una participación significativa de la Universidad Técnica de Munich (TUM) descubrió por primera vez el Hierro 60 en la nieve antártica. Los científicos sugieren que el isótopo de hierro proviene del vecindario interestelar.
La cantidad de polvo cósmico que llega a la Tierra cada año oscila entre varios miles y diez mil toneladas. La mayoría de las partículas diminutas provienen de asteroides o cometas dentro de nuestro Sistema Solar. Sin embargo, un pequeño porcentaje proviene de estrellas distantes. No hay fuentes terrestres naturales para el isótopo de Hierro-60 contenido en él; se origina exclusivamente como resultado de explosiones de supernovas o por reacciones de radiación cósmica con polvo cósmico.
La nieve antártica viaja alrededor del mundo
La primera evidencia de la aparición de Hierro-60 en la Tierra fue descubierta en depósitos en aguas profundas por un equipo de investigación de TUM hace 20 años. Entre los científicos del equipo estaba el Dr. Gunther Korschinek, quien planteó la hipótesis de que también se podían encontrar rastros de explosiones estelares en la nieve antártica pura e intacta. Para verificar esta suposición, el Dr. Sepp Kipfstuhl del Instituto Alfred Wegener recolectó 500 kg de nieve en la estación de Kohnen, un asentamiento de contenedores en la Antártida, y la transportó a Munich para su análisis. Allí, un equipo de TUM derritió la nieve y separó el agua de deshielo de los componentes sólidos, que se procesaron en el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) utilizando varios métodos químicos, de modo que el hierro necesario para el análisis posterior estaba presente en el rango del miligramo. y las muestras podrían ser devueltas a Munich.
Korschinek y Dominik Koll del área de investigación Nuclear, Partículas y Astrofísica en TUM encontraron cinco átomos de Hierro-60 en las muestras usando el acelerador en el laboratorio en Garching cerca de Munich. “Nuestros análisis nos permitieron descartar la radiación cósmica, las pruebas de armas nucleares o los accidentes de reactores como fuentes del Hierro-60”, afirma Koll. “Como no hay fuentes naturales para este isótopo radiactivo en la Tierra, sabíamos que el hierro-60 debe haber venido de una supernova “.
Polvo de estrellas del barrio interestelar
El equipo de investigación pudo hacer una determinación relativamente precisa sobre cuándo se depositó el hierro-60 en la Tierra: la capa de nieve que se analizó no tenía más de 20 años. Además, el isótopo de hierro que se descubrió no parecía provenir de explosiones estelares particularmente distantes, ya que el polvo de hierro 60 se habría disipado demasiado en todo el Universo si este hubiera sido el caso. Basado en la vida media del Hierro 60, cualquier átomo que se originó durante la formación de la Tierra ya se habría descompuesto por completo. Por lo tanto, Koll supone que el hierro 60 en la nieve antártica se origina en el vecindario interestelar, por ejemplo, a partir de una acumulación de nubes de gas en las que se encuentra actualmente nuestro Sistema Solar.
“Nuestro Sistema Solar entró en una de estas nubes hace aproximadamente 40,000 años”, dice Korschinek, “y saldrá en unos pocos miles de años. Si la hipótesis de la nube de gas es correcta, entonces el material de los núcleos de hielo de más de 40,000 años no contendría Hieroo-60 interestelar ”, agrega Koll.” Esto nos permitiría verificar la transición del Sistema Solar a la nube de gas; eso sería un descubrimiento innovador para los investigadores que trabajan en el medio ambiente del Sistema Solar.
Fuente: Universidad Técnica de Munich.
Artículo original: “ Stardust in the Antarctic snow“.
Publicación:
D. Koll, G. Korschinek, T. Faestermann, JM Gómez-Guzmán, S. Kipfstuhl, S. Merchel, JM Welch: Interstellar 60Fe en la Antártida. En: Physical Review Letters 123, 072701. Agosto de 2019.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.123.072701
Material relacionado:
Un artículo mostrando que efectivamente hubo explosiones de supernovas en las vecindades del Sistema Solar, que además dieron origen a la “Burbuja Local” es:
- Evidence for Supernovas Near Earth. Dr. Tony Phillips. Science@NASA.
Un estudio anterior, también realizado por los físicos de la Universidad Técnica de Munich (TUM) han tenido éxito en la detección de una señal de supernova resuelta en el tiempo en el registro de microfósiles de la Tierra:
- La interacción de la Tierra con los remanentes de una supernova, duró un millón de años. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Agosto 16, 2016.
El artículo anterior contiene además una selección de recursos sobre la Burbuja Local.
A partir de las concentraciones de Hierro 60 encontradas en la corteza océanica, un grupo de investigadores dedujo el momento en que debieron explotar las supernovas que les dieron origen. Continuaron la investigación tratando de ubicar también el origen de dichas supernovas:
- Grand Fireworks from the Local Super-Bubble. Tim Lichtenberg. astrobites. Apr 9, 2016.
Un interasante trabajo que trata de ubicar la posición de una supernova, parte de cuyos restos de polvo radiactivo conteniendo Hierro 60, se encontraron en el fondo de los océanos, revisando todos los factores que contribuyeron a desviar el camino de dicho polvo en su travesía desde el espacio hasta su destino final en la Tierra es:
- Pinpointing Supernovae that Made it Rain. Michael Zevin. astrobites. Apr 11, 2016.
Hace 1,5 millones de años se produjo una supernova a unos 96 pársecs de distancia en la constelación de Libra, y unos 800.000 años antes lo hizo otra a 91 pársecs en la del Lobo. Su huella en forma de hierro detectado en las profundidades del océano Pacífico, junto con los datos del satélite Hipparcos, confirman ahora que estas explosiones estelares son las más recientes y cercanas a nosotros:
- Las últimas supernovas del vecindario. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Abril 25, 2016.
Curiosidades:
¿Existe alguna relación entre las explosiones de supernova en nuestro vecindario y la evolución humana?
Las supernovas bombardearon la Tierra con energía cósmica comenzando hace unos 8 millones de años, con un pico hace 2.6 millones de años, iniciando una avalancha de electrones en la atmósfera inferior y activando una cadena de eventos que posiblemente terminó con homínidos bípedos como el homo habilis, apodado «hombre hábil», según lo propone el siguiente trabajo:
- Es probable que los bombardeos de supernovas incitaran a los proto-humanos a caminar sobre dos piernas. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Junio 15, 2019.
