Μία kilonova… στον βυθό της θάλασσας!

Όπως έχουμε αναφέρει σε προηγούμενα άρθρα, kilonova λέγεται η συγχώνευση δύο αστέρων νετρονίων, ένα φαινόμενο τόσο βίαιο που ακτινοβολεί τόση ενέργεια όσο χίλιες εκρήξεις νόβα. Η ανίχνευση τέτοιων συμβάντων γίνεται μέσω παρατήρησης ακτινοβολίας και βαρυτικών κυμάτων, αλλά ίσως και να έχει γίνει απλά μαζεύοντας πέτρες από τον βυθό της θάλασσας!

Σε διάφορα πετρώματα στη Γη αλλά και στη Σελήνη έχουμε ανακαλύψει ίχνη από σίδηρο-60 (⁶⁰Fe), ένα ισότοπο του σιδήρου με 60 πρωτόνια και νετρόνια, αντί για τα φυσιολογικά 56 (ή τα λιγότερο συχνά αλλά και πάλι φυσιολογικά 54, 57, ή 58). Αυτό είναι σημαντικό γιατί ο σίδηρος-60 είναι ραδιενεργός με χρόνο ημιζωής μόλις δυόμιση εκατομμύρια χρόνια, ενώ δεν προκύπτει ως αποτέλεσμα άλλων ραδιενεργών διασπάσεων που γίνονται στη Γη. Δεδομένου του ότι η ηλικία της Γης είναι πάνω από χίλιες φορές μεγαλύτερη, θεωρείται ότι ο σίδηρος-60 που βρίσκουμε δε δημιουργήθηκε μαζί με τη Γη αλλά πολύ αργότερα, σε εκρήξεις υπερκαινοφανών ή συγχωνεύσεις αστέρων νετρονίων (που και αυτές συνοδεύονται από μεγάλες εκτοξεύσεις μάζας προς όλες τις κατευθύνσεις), και έφτασε σε εμάς διασχίζοντας το ενδιάμεσο διάστημα. Σε μία πρόσφατη ανασκαφή υποθαλάσσιων πετρωμάτων εκτός από σίδηρο-60 ανακαλύφθηκε και πλουτώνιο-244 (²⁴⁴Pu), ένα ισότοπο με χρόνο ημιζωής 81 εκατομμύρια χρόνια που και αυτό θα πρέπει να δημιουργήθηκε σε πολύ έντονες αστροφυσικές εκρήξεις.

Αυτό δημιούργησε κάποιες ενδιαφέρουσες προοπτικές έρευνας. Ο σίδηρος-60, από μόνος του, θα μπορούσε να είχε δημιουργηθεί από μία ή παραπάνω εκρήξεις υπερκαινοφανών μέσα στα τελευταία δέκα εκατομμύρια χρόνια σε απόσταση μέχρι 120pc¹ από εμάς. Αλλά το πλουτώνιο-244 περιέπλεξε τα πράγματα, καθότι αυτό δεν παράγεται σε τυπικούς υπερκαινοφανείς. Οι πρώτες ιδέες ήταν ότι είτε είχε γίνει κάποια παράξενη έκρηξη υπερκαινοφανούς με ιδιαίτερα αποδοτική διαδικασία παραγωγής βαρέων στοιχείων, είτε ότι το πλουτώνιο-244 είχε φτάσει στη Γη πιο παλιά από ότι ο σίδηρος-60, από εντελώς διαφορετική πηγή.  

Πρόσφατα, ερευνητές από την Ιταλία έκαναν προσομοιώσεις συγχωνεύσεων αστέρων νετρονίων, δηλαδή kilonova, και συνέκριναν τις παραγόμενες ροές σιδήρου-60 και πλουτωνίου-244 με αυτές που έχουν εξαχθεί για τη Γη, από τις συγκεντρώσεις αυτών των στοιχείων στα πετρώματά της. Βρήκαν ότι κάποια μοντέλα kilonova εξηγούν τις παρατηρήσεις μας, εφόσον η συγχώνευση έγινε πριν από 3-4 εκατομμύρια χρόνια σε απόσταση 110-200pc.

Δεν έχει αποδειχθεί ακόμα ποιά είναι η προέλευση αυτών των ισοτόπων (υπερκαινοφανείς, kilonova, ή κάτι που δεν έχουμε φανταστεί ακόμα), αλλά το πιο πιθανό είναι ότι η γεωλογική ιστορία της Γης έχει σημαδευτεί από μία ή παραπάνω μεγάλες αστροφυσικές εκρήξεις στην πρόσφατη ιστορία της.  

1.  pc, δηλαδή παρσέκ, είναι μία αστροφυσική μονάδα μέτρησης απόστασης, ίση με 3,26 έτη φωτός ή 30 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα.