科学家在海底发现了“超新星墓地”的证据,可能月球表面也有

知新了了 2025-03-20 09:07:54

在发现海洋中有两颗碰撞恒星的碎片后,研究人员正在从月球土壤中寻找更多的证据。

加利福尼亚州阿纳海姆 —— 宇宙中一些最猛烈的爆炸的残骸已经比你想象的更近了;事实上,你上一次下海时已经在里面游过泳了。

通过分析来自深海的样本,研究人员发现了一种独特的放射性钚,似乎是一种罕见的宇宙爆炸的碎片,这种爆炸被称为千新星(kilonova),可能在大约1000万年前在地球附近爆炸。但要证明这种爆炸的存在还需要更多的证据,研究人员认为他们知道在哪里找到它:在月球表面。

“我们生活在超新星墓地里,”伊利诺斯大学厄巴纳-香槟分校的天文学家布莱恩·菲尔兹(Brian Fields)在3月17日举行的2025年美国物理学会全球物理峰会上说。“(超新星产生)微小的岩石斑点,可以像雨一样落在地球上。它们会积聚在海洋深处,也会挂在月球上。”

自20世纪90年代以来,菲尔兹就已经将这种宇宙碎片理论化了。但直到2004年,研究人员才开始从海洋样本中筛选出超新星遗迹。他们发现了一种放射性铁的痕迹,这种铁不会在地球上自然出现,只能用地球近代史上附近的一颗超新星来解释。

在接下来的几年里,来自海洋和月球的十几份样本更详细地描绘了这段爆炸性的历史。菲尔兹和他的同事们的精确理论指出,发生在300万年前和800万年前的两次独立的超新星事件。菲尔兹说:“这是超新星是放射性工厂的直接观测证据。”

宇宙鸡尾酒

2021年,研究人员在这些样本中发现了一种更罕见的物质:钚的放射性同位素,情节变得更加复杂。这一发现需要一个比超新星诞生的恒星剧烈死亡更不寻常的起源故事。

研究人员发现的钚变体被认为来自千新星 —— 两颗双中子星在灾难性碰撞中螺旋相向而行时发生的喷发。千新星也是地球上一些最稀有元素的工厂,比如金和铂,天文学家长期以来一直试图解开这类爆炸的机制。

现在,菲尔兹和他的同事们怀疑,在之前发现的两颗超新星之前,至少在1000万年前爆发了一次独立的千新星事件。这些不同的爆炸形成了一种放射性混合物,在样本中嵌入了铁和钚的混合特征。

菲尔兹说:“我们有一个千兆反应堆,它制造钚 —— 就像它喜欢做的那样 —— 并把它炸得到处都是。”“然后,随着超新星的物质搅拌,它们全都混在一起,其中一些落到了地球上。”

但菲尔兹和他的团队仍然希望进行更多的测试来支持他们的理论。随着像阿尔忒弥斯任务这样的重新努力将人类送回月球,研究人员乐观地认为,他们希望分析的月球样本不会如此短缺。

“现在,我们的月球土壤是如此珍贵,因为它是我们所拥有的一切,”菲尔兹告诉我们。“我们的希望是,最终,我们将进行常规的月球之旅,所以这没什么大不了的 —— 采样一公斤对人们来说听起来不是很多。”

有了更多的土壤,菲尔兹和他的同事们希望能证实这种现象确实发生过,并确定它发生的时间和地点。由于月球的地质构造更简单,它应该能更清楚地了解宇宙碎片是如何降落在那里的。

“在地球上,东西会沉入海底,你必须担心洋流和大气,”菲尔兹告诉我们。“但月球很棒,因为当东西着陆时,它就会在那里。”

由于下一阶段的阿尔忒弥斯任务至少要到明年才会启动,菲尔兹和他的团队距离正式申请使用这种热门商品还有一段路要走。但与此同时,他们正在说服科学界,这项研究是值得投资的。

菲尔兹说:“我们正在写论文,向阿尔忒弥斯社区证明,这是值得认真考虑的事情。”“反正样品会回来的。我们只是想搭上它的便车。”

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