科学家们正致力于一项前所未有的研究,他们从中国采集的月壤中寻找超新星爆发的秘密。这一创新性的探索不仅揭示了恒星的死亡之谜,还为理解宇宙生命的起源提供了新的线索。
一个由中国原子能研究院组成的科研团队,开发出了一种革命性的新方法,旨在通过研究月壤中的特定同位素,来追溯超新星事件的历史。他们提出,遍布月球表面的月壤中,可能隐藏着解开超新星爆发之谜的关键信息。
这项技术聚焦于月壤中一种极为罕见的铁同位素——铁-60。这种同位素在宇宙中含量极低,仅在超新星爆发时产生,并随后被散布到宇宙的各个角落。科学家们认为,月壤中同样留存了这些同位素的痕迹。
中国原子能科学研究院的研究员郭冰领导了这一研究团队。他在一次访谈中表示:“为了精确追踪历史上的超新星事件,我们必须不断突破现有测量技术的极限。”
在宇宙大爆炸后的最初几代恒星形成时,宇宙主要由氢和微量的氦组成。那时,比氢和氦更重的元素几乎不存在,被天文学家称为“金属”。这些第一代恒星,即星族Ⅲ恒星,主要由氢构成,核心通过核聚变产生能量,并发出耀眼的光芒。然而,当恒星核心的氢耗尽时,它们将经历一场引力与辐射压力的较量,最终以超新星爆发的形式结束生命。
对于质量至少超过太阳八倍的恒星来说,它们的命运更加壮观。在超新星爆发过程中,恒星内部的巨大压力导致更重的元素被熔炼出来,并最终被释放到周围的星系中。这些元素随后成为新恒星和行星的原材料。
科学家们对超新星期间产生的稀有同位素特别感兴趣,因为这些同位素可以作为示踪剂,揭示恒星生命周期的奥秘。特别是铁-60,这种放射性同位素的半衰期约为230万年,是超新星爆发的直接产物。
然而,由于铁-60在地球上含量极低,且受到其他更常见元素的干扰,其探测工作极具挑战性。为了克服这一难题,郭冰和他的团队对中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器设施进行了改进,加入了一个维纳滤波器,从而提高了质谱仪(AMS)的灵敏度。
研究小组发现,经过改进后的AMS能够成功检测到模拟样本中的铁-60,其灵敏度远超以往的技术。这一突破意味着科学家们现在有可能更准确地追踪超新星事件的历史,从而深入了解恒星的死亡过程。
郭冰指出:“维纳过滤器的加入可能彻底改变我们的游戏规则。我们的下一个目标是进一步优化整个AMS系统,以达到更低的检测限。灵敏度的每一点提升都将为我们开辟无限的可能性。”
这项研究不仅有助于揭示恒星的死亡之谜,还为理解宇宙生命的起源提供了新的视角。科学家们认为,超新星爆发释放的元素可能最终融入了新形成的恒星和行星中,甚至成为了生命的一部分。因此,可以说我们每个人都是宇宙的孩子,我们的存在与恒星的死亡和新生紧密相连。