понедельник, 16 ноября 2015 г.

Дефицит изотопа плутония-244 в древних породах - свидетельство уникальности Земли

1-я Книга Федора. Файл 7-Д 

    Пыль со дна океана поможет понять сверхновые звезды

    «Космическая пыль на дне океана могла радикально изменить наше понимание сверхновых, сообщает новое исследование.
    Сверхновая - звезда, яркость которой значительно увеличивается в течение нескольких дней, оставляя впечатление будто рождается “новая” звезда. Некоторое количество оставшегося от сверхновых материала, попадает на поверхность Земли, находя путь к дну океана.


    Анализ этой пыли – которая, как полагают, прибыла от взрывающихся звезд далеко вне нашей Солнечной системы – обнаружил, что количество плутония намного ниже ожидаемого. Исследование противоречит текущим теориям, в которых некоторые материалы, важные для человеческой жизни (включая железо, калий и йод) создаются сверхновыми и распространяются  по космосу.
    “Небольшое количество пыли от этих отдаленных взрывов попадает на Землю, после пересечения галактики”, говорит автор исследования доктор Антон Валлнер из Научной школы физики и инженерии. “Мы проанализировали галактическую пыль, осевшую на дно океана 25 миллионов лет назад, и обнаружили намного меньше тяжелых элементов, таких как плутоний и уран, чем ожидали”.
    Сверхновые, как известно, также создают свинец, серебро и золото, а также тяжелые радиоактивные элементы, такие как уран и плутоний. Команда доктора Валлнера изучила плутоний-244 с периодом полураспада 81 млн. лет.
    “Любой плутоний-244, который существовал, когда Земля формировалась из межгалактического газа и пыли более четырех миллиардов лет назад, давно распался”, объяснил он. “Таким образом, любой плутоний-244, который мы находим на Земле, должен быть создан взрывами сверхновых, которые произошли за последние сто миллионов лет”.
    Доктор Валлнер и его коллеги проанализировали образцы коры планеты. Они нашли в 100 раз меньше плутония-244, чем ожидалось.
    “Кажется, что эти самые тяжелые элементы не могут быть сформированы стандартными сверхновыми. Их создание может потребовать более редких и мощных событий, таких как слияние двух нейтронных звезд”, отметил он.
    Факт, что такие тяжелые элементы, как плутоний, присутствовали на Земле, а уран и торий присутствуют по-прежнему, предполагает, что взрыв, в результате которого они образовались, произошел близко к Земле». (21 января 2015, 17:13:29). 

    Звездная пыль на дне океанов рассказала о пропавшем золоте Вселенной

    «Образцы космической пыли, собранные на дне Мирового океана Земли, указывают на то, что взрывы далеких от нас звезд производят примерно в 100 раз меньше золота, урана и других тяжелых элементов, чем предсказывает теория, сообщают израильские астрономы в статье, опубликованной в журнале "Nature Communications".
    После Большого взрыва во Вселенной существовали только три элемента - водород, гелий и следовые количества лития. Однако через 300 миллионов лет, когда появились первые звезды, начали появляться более тяжелые элементы, рожденные в ходе термоядерных реакций в недрах светил. Сегодня ученые считают, что все элементы тяжелее железа, в том числе золото, уран и другие редкоземельные металлы, возникли по большей части в результате взрывов сверхновых, так как температура и давление внутри звезд слишком низки для их быстрого формирования.
    Майкл Пол (Michael Paul) из Еврейского университета Иерусалима (Израилсь) и его коллеги пытались раскрыть детали этого процесса, изучая химический и изотопный состав зерен космической пыли, скапливавшихся на дне Тихого океана на протяжении около 25 миллионов лет.

Фрагмент земной коры со дна Тихого океана, в котором содержится космическая пыль. (© Фото: Wallner et al. /Nature Communications /NPG).
    Как отличить ее от частичек обычного земного грунта? Как объясняют ученые, внеземная пыль, возникшая в результате взрывов сверхновых, содержит в себе уникальный "космический" изотоп — плутоний-244.
    С одной стороны, он обладает достаточно длинным для радиоактивных веществ периодом полураспада  80 миллионов лет,  что позволяет использовать его для оценки активности сверхновых и долей тяжелых элементов во Вселенной. С другой стороны, атомов плутония-244 из-за солидного возраста нашей планеты нет в породах Земли, что позволяет легко отличать космическую пыль от ее земного эквивалента в образцах пород, которые сформировались до начала "ядерного века" и загрязнения атмосферы целым рядом радионуклидов.
    К большому удивлению ученых, фрагменты частиц сверхновых, извлеченных со дна океана, содержали в себе почти в 100 раз меньше плутония-244, чем они ожидали увидеть. В самых глубоких слоях грунта им не удалось найти даже одного атома этого радионуклида. Аналогично низкие доли должны наблюдаться и для урана и золота, чьи доли в примитивных метеоритах и в межзвездной среде связаны с концентрацией плутония-244.
    Как считает Пол, эта гигантская "пропажа" тяжелых элементов говорит о том, что мы серьезно переоцениваем ту роль, которую сверхновые играют в насыщении Вселенной тяжелыми элементами. По его мнению, источником золота, плутония, урана и прочих редкоземельных металлов должны быть столкновения или слияния нейтронных звезд, которые происходят как раз примерно в 100 раз реже, чем взрывы сверхновых»(23.01.2015, 21:47).

    Теорию о сверхновых звёздах опровергли исследования тихоокеанской донной пыли

    «Анализ образцов мельчайших частиц грунта со дна Тихого океана показал, что, вероятнее всего, эта тяжелые металлы появилась на Земле не в результате взрывов сверхновых звезд, как полагалось ранее. Они изучили космическую пыль со дна океана, источником которой предположительно являются сверхновые взрывные звезды. «Любой плутоний-244, который существовал во времена формирования нашей планеты из межгалактического газа и пыли около четырёх миллиардов лет назад должен был давным-давно распасться», - поясняет доктор Волнер в пресс-релизе университета. По результатам нового исследования, в ходе которого ученые из Научной школы физики и инженерии изучили донную пыль в Тихом океане, была опровергнута теория о сверхновых звездах за пределами Солнечной системы. Один из исследователей доктор Антон Вальнер отметил, что количество обнаруженного плутония-244 в 100 раз меньше ожидаемого, из чего следует, что «сверхновые звёзды не являются источником тяжёлых элементов». Традиционно ученые считали, что все сверхновые при взрыве выбрасывают такие элементы, как железо, калий, йод, золото, серебро, а также радиоактивные уран и плутоний, пишет "Russian Week"». (22-01-2015, 08:39). 

    Ученые опровергли теорию о сверхновых звездах

    «Ученые провели исследования и опровергли теорию о том, что сверхновые звезды стали источником тяжелых металлов на Земле. Представитель Еврейского университета Иерусалима Майкл Пол выдвинул гипотезу о том, что такие тяжелые элементы, как золото или уран, которые, как считает современная наука, попали на землю благодаря взрывам сверхновых, могут быть образованы в результате еще более грандиозных и редких космических катастроф. Во-первых, это большой кусок глубоководной (4830 метров) железо-марганцевой коры из экваториальной части Тихого океана, темп роста которой составляет от 2,5 до 3,57 миллиметров за миллион лет. По догадкам ученых, таковая образовывалась во Вселенной в результате процессов, происходящих со сверхновыми звездами пару миллионов лет назад. При этом, ученые нашли крайне мало урана и плутония, это означает, что эти элементы образуются не при всяком взрыве сверхновой, а только при исключительно мощных взрывах. Согласно теории зарождения Вселенной, при взрывах сверхновых звезд в облаках пыли и газа должны аккумулироваться изотопы тяжелых металлов, которые получаются путем ядерного синтеза. Значит то, что нашли ученые в образцах, имеет сравнительно недавнее происхождение». (24-01-2015, 14:14).  

    Исследования грунта со дна Тихого океана раскрыли тайну сверхновых звезд 

    «Анализ образцов мельчайших частиц  грунта со дна Тихого океана показал, что, вероятнее всего, эта тяжелые металлы появилась на Земле не в результате взрывов  сверхновых звезд, как полагалось ранее.  Исследование  противоречит текущим теориям, в которых некоторые материалы, важные для человеческой жизни (включая железо, калий и йод) создаются  сверхновыми  и распространяются по космосу. «Любой плутоний-244, который существовал, когда Земля формировалась из межгалактического газа и пыли более четырех миллиардов лет назад, давно распался», объяснил он. Во вторник, 20 января 2015 года, австралийские ученые опубликовали результаты  исследования  космической пыли со дна Тихого океана : последние взрывы  сверхновых не оказали существенного влияния на формирование в земной коре тяжелых металлов. Один из исследователей доктор Антон Вальнер отметил, что количество обнаруженного плутония-244 в 100 раз меньше ожидаемого, из чего следует, что «сверхновые звёзды не являются источником тяжёлых элементов». Ученые объясняют это расхождение тем, что скорее всего золото и другие тяжелые элементы попали к нам на планету в результате еще более грандиозных взрывных процессов - столкновений и слияний нейтронных  звезд, сопровождающихся гамма-всплесками». (25-01-2015, 19:59). 

Сверхновые звёзды
    Звездная пыль

    «Все мы сделаны из звездной пыли, как сказал когда-то американский астроном Саган. Но иногда этой пыли ученым недостает.
    Недавно группа немецких, израильских и австралийских ученых под руководством д-ра Валльнера сообщила в журнале "Nature Communications", что ей недостает изотопа плутония-244 на дне земного океана и что это грозит серьезными последствиями для науки. Это несколько удивительно. Что делает плутоний на дне океана и как его может там недоставать? Попробуем разобраться.
    Хотя науке сейчас известно уже 117 элементов, отнюдь не все они возникли в ходе образования вселенной. 23 сверхтяжелых, последних в таблице Менделеева после плутония, были созданы людьми искусственно в их ускорителях. Но даже первые 94 возникли далеко не сразу. Сначала температура расширявшейся вселенной должна была упасть ниже двух миллиардов градусов (считают, что это произошло через 3 минуты после Биг Бэнга), и только тогда могли образоваться простейшие устойчивые ядра – в основном водорода и гелия, поменьше лития и бериллия и чуть-чуть бора.
    По расчетам ученых, этот процесс «нуклеосинтеза» завершился через 20 минут после Биг Бэнга, потому что температура упала еще ниже, водород перестал превращаться в гелий и плотность гелия осталась ниже той, при которой могли бы образоваться ядра углерода и более тяжелых элементов. Этим пришлось ждать еще 500 млн лет, до образования первых звезд. В термоядерных реакциях внутри этих звезд стали возникать ядра более тяжелых элементов вплоть до железа, и когда эти звезды распадались или сбрасывали оболочки, превращаясь в белые карлики, эти элементы рассеивались в пространстве и создавали те облака космической пыли и газа, из которых возникли звезды следующих поколений – в том числе и наше Солнце с его планетами. Вот почему мы – звездная пыль. Бывшая звездная пыль, разумеется.
    Несколько менее ясна история элементов, тяжелее железа. Теория нуклеосинтеза говорит, что образование таких тяжелых атомных ядер из более легких требует быстрого притока большого количества нейтронов; в этом случае легкое ядро почти мгновенно превратится в относительно устойчивое (т.е. с большим периодом полураспада) тяжелое ядро, и так могут возникнуть все тяжелые элементы, вплоть до тория, урана и даже плутония. Такой механизм называется в науке R-процессом (от слова rapid, то есть быстрый) и на данный момент известны две возможных ситуации, в которых такой процесс (требующий фантастических температур и давлений) может происходить – это взрывы так называемых сверхновых звезд, а также столкновения нейтронных звезд друг с другом или с черной дырой. В обоих случаях эти тяжелые элементы тоже выбрасываются в пространство и могут войти затем в состав новых звезд и их планет.
    И действительно, наша Земля при ее образовании, то есть 4.52 млрд лет тому назад, получила такие элементы, в том числе и их радиоактивные изотопы. Три таких изотопа - уран-238, торий-232 и калий-40, - до сих пор входят в состав наружного слоя земного ядра (внутри это ядро железно-никелевое). Они имеют такие огромные периоды полураспада (4.5, 14.3 и 1.5 млрд лет соответственно), что их превращение в более легкие элементы приводит к непрерывному выделению тепла и радиоактивных изотопов, которое вот уже миллиарды лет согревает нашу планету изнутри. (К этому добавляется также распад более легких радиоактивных изотопов, происходящий уже в земной мантии). Именно за счет этого тепла на поверхности Земли происходит постоянное движение континентальных плит, без которого, как сегодня считают ученые, жизнь на Земле могла бы и не возникнуть.
    Плутоний в этот список не входит, потому что его изотопы распадаются быстрее. Даже у самого долгоживущего, у плутония-244, период полураспада составляет лишь 81 млн лет, так что весь плутоний, который вошел в виде звездной пыли в состав Земли при ее образовании, давно уже «выгорел». Но поскольку взрывы сверхновых звезд и столкновения нейтронных звезд по-прежнему продолжаются, то все тяжелые элементы, включая плутоний, все время выбрасываются в космос. И хотя здесь они распадаются, но им на смену приходят новые выбросы, и потому во вселенной образуется некий квазиустойчивый уровень каждого из этих элементов. В виде звездной пыли эти вещества попадают и на Землю, и здесь оседают на почве и на дне океанов, причем на океанском дне эта пыль постепенно (2-3 мм за 1 млн лет) скапливается в виде окаменевших отложений, сохраняющих то, что оседало на Землю в течение сотен миллионов лет.
    Как раз в этих отложениях упомянутая выше группа Валльнера и искала следы плутония- 244. Ее интересовал именно этот элемент, поскольку он распадается относительно быстро (наполовину меньше, чем за 100 млн лет) и потому нынешний уровень его концентрации может дать информацию о том, какие именно процессы его порождают в последние сотни млн лет. Дело в том, что взрывы сверхновых звезд, происходящие 3-4 раза в столетие, – куда более частое явление в галактике, чем столкновения нейтронных звезд друг с другом (происходящие 2-3 раза в 100 тысяч лет). И если тяжелые элементы порождаются преимущественно сверхновыми, то концентрация этих элементов во вселенной (а стало быть и в земных отложениях) должна быть много выше, чем в случае их порождения нейтронными звездами. Результаты проведенных ранее исследований океанских отложений не позволяли выбрать из этих гипотез, но вот сейчас много более точные измерения группы Валльнера, как будто бы подтвердили вторую гипотезу.
    Измерения были очень тщательными: счет оставшегося в образцах плутония шел буквально на атомы и потому учтены были возможные влияния метеоритов, атмосферы, атомных бомб, радиоактивности в мантии и так далее. И эти измерения привели авторов к выводу, что за последние пару сот миллионов лет из космоса на Землю поступило в сотни раз меньше плутония, чем должно было бы быть по «сценарию сверхновых». Это действительно «недостача» с серьезными последствиями. Если она подтвердится, физикам придется признать, что элементы-ураниды образуются, в основном, при столкновениях нейтронных звезд, т.е. крайне редко (и сразу много). А это не только радикальный пересмотр прежних теорий. Если ураниды образуются крайне редко, то и согреваемые ими изнутри планеты тоже должны быть крайней редкостью в Галактике.
    А это грустно». (Борис Стариков. «Знание-сила», № 9 за 2015 год, стр. 92-93). 

    Abundance of live Pu-244 in deep-sea reservoirs on Earth points to rarity of actinide nucleosynthesis

   «Abstract 
    Half of the heavy elements including all actinides are produced in r-process nucleosynthesis, whose sites and history remain a mystery. If continuously produced, the Interstellar Medium is expected to build-up a quasi-steady state of abundances of short-lived nuclides (with half-lives ≤100 My), including actinides produced in r-process nucleosynthesis. Their existence in today’s interstellar medium would serve as a radioactive clock and would establish that their production was recent. In particular 244Pu, a radioactive actinide nuclide (half-life=81 My), can place strong constraints on recent r-process frequency and production yield. Here we report the detection of live interstellar 244Pu, archived in Earth’s deep-sea floor during the last 25 My, at abundances lower than expected from continuous production in the Galaxy by about 2 orders of magnitude. This large discrepancy may signal a rarity of actinide r-process nucleosynthesis sites, compatible with neutron-star mergers or with a small subset of actinide-producing supernovae.

    Introduction
    About half of all nuclides existing in nature and heavier than iron are generated in stellar explosive environments. Their production requires a very short and intense burst of neutrons (rapid neutron capture or r-process). The nuclides are formed via successive neutron captures on seed elements, following a path in the very neutron-rich region of nuclei. However, the relevant astrophysical sites, with supernovae (SN) and neutron-star (NS-NS) mergers as prime candidates, and the history of the r-process during the Galactic chemical evolution are largely unknown. The interstellar medium (ISM) is expected to become steadily enriched with fresh nucleosynthetic products and may also contain continuously produced short-lived nuclides (with half-lives ≤100 My (ref. 5)), including actinides produced in r-process nucleosynthesis.
    Recent r-process models within SNe-II explosions, based on neutrino wind scenarios, suffer difficulties on whether heavy elements can really be produced in these explosions. An alternative site is NS ejecta, for example, NS-NS or NS black-hole (NS-BH) mergers. Candidates of such neutron-star binary systems have been detected. Estimations of an NS-NS merger event rate of about (2–3) × 10^−5 per year in our galaxy would allow for such mergers to account for all heavy r-process matter in our Galaxy.
    It was pointed out by Thielemann et al.4 that observations of old stars indicate a probable splitting of the r-process into (i) a rare event that reproduces the heavy r-process abundances including actinides always in solar proportions, and (ii) a more frequent event responsible for the lighter r-process abundances. Galactic chemical evolution models show that NS mergers, occurring at late time in the life of a galaxy, cannot account for all the r-process nuclei found in very old stars. Thus, recent models suggest different r-process scenarios (similar to s process), which might occur at different nucleosynthesis sites.
    To summarize, very few hints on astrophysical sites and galactic chemical evolution exist. First, the relative abundance distribution observed spectroscopically in a few old stars for r-process elements between barium and hafnium is very similar to that of the Solar System (SS), pointing to an apparently robust phenomenon; a large scatter for the r-process elements beyond Hf and also below barium is, however, observed. Second, the early SS (ESS) is known to have hosted a set of short-lived radioactive nuclides (t1/2<~100 My), among them pure r-process nuclei such as 244Pu (half-life=81 My) and 247Cm(15.6 My) clearly produced no more than a few half-lives before the gravitational collapse of the protosolar nebula.
    We report here on a search for live 244Pu (whose abundance in the ESS relative to 238U was ~0.8%) in deep-sea reservoirs, which are expected to accumulate ISM dust particles over long time periods. Our findings indicate that SNe, at their standard rate of ~1–2/100 years in the Galaxy, did not contribute significantly to actinide nucleosynthesis for the past few hundred million years. A similar conclusion is drawn, when related to the recent SNe history in the local interstellar environment: we do not find evidence for live 244Pu that may be locked in the ISM in accumulated swept-up material and that was transported to Earth by means of recent SNe activity. Our results suggest that actinide nucleosynthesis, as mapped through live 244Pu, seems to be very rare.

    Experimental concept
    ISM dust particles, assumed to be representative of the ISM, are known to enter the SS and are expected to reach and accumulate on Earth in long-term natural depositories such as deep-sea hydrogenous iron-manganese (FeMn) encrustations and sediments. Such a process is confirmed by inclusion in these archives of meteoritic 10Be, cosmogenic 53Mn and live 60Fe, the latter attributed to the direct ejecta of a close-by SN. 244Pu-detection would be the equivalent for r-process nuclides of the γ-ray astronomy observations of live radioactivities17produced by explosive nucleosynthesis in single SN events (for example, 56Ni56Co (77.3 d), 44Ti (60.0 y) or diffuse in the Galactic plane such as 26Al (0.72 My) and 60Fe (2.62 My), owing to their longer half-life).
    Several models, based on the frequency of SN events, the nucleosynthesis yield and the radioactive half-life, were developed to calculate the abundance of 244Pu in quasi-secular equilibrium between production and radioactive decay rates. These models together with the flux and average mass of ISM dust particles into the inner SS measured by space missions in the last decade (Galileo, Ulysses, Cassini) 31 are used here to estimate the corresponding influx of 244Pu nuclei onto Earth.
    We compare our results also with a possible imprint of recent actinide nucleosynthesis (<15 My) from the SNe history of the Local Bubble (LB, a cavity of low density and hot temperature of ~200 pc diameter). Recent ISM simulations suggest about 14–20 SN explosions within the last 14 My that were responsible for forming the local ISM structure and the LB. 244Pu decay can be considered negligible during this period. The SN ejecta shaped the ISM and also accumulates swept-up material including pre-existing 244Pu from nucleosynthesis events prior to the formation of the LB.
    With a growth rate of a few millimetres per million years, hydrogenous crusts will strongly concentrate elements and particles present in the water column above. The higher accumulation rate of deep-sea sediments (millimetre per thousand years) results in a better time resolution but requires much larger sample volumes. With regard to other potential 244Pu sources, we note that natural 244Pu production on Earth is negligible and the ESS abundance has decayed to 10−17 of its pre-solar value22, 23. Anthropogenic production from atmospheric nuclear bomb tests and from high-power reactors is restricted to the last few decades, localized in upper layers and can easily be monitored through the characteristic isotopic fingerprint of the other co-produced  239–242Pu isotopes. In fact the detection of anthropogenic 239,240Pu in deep-sea sediments and crusts provides an excellent proxy for the ingestion efficiency of dust from the high atmosphere into these reservoirs, together with their chemical processing towards the final analyzed samples (Methods).

    Selected terrestrial archives for extraterrestrial 244Pu
    Terrestrial archives like deep-sea FeMn crust and sediment archives extend over the past tens of million years. Large dust grains entering Earth’s atmosphere have also been observed by radar detections. Extraterrestrial dust particles, cosmogenic nuclides and terrestrial input sink to the ocean floor and are eventually incorporated into the FeMn crust or sediment. For actinide transport through the latter stages, the observed deposition of global fallout from atmospheric nuclear bomb testing in deep marine reservoirs after injection to the stratosphere serves as a proxy to extraterrestrial particles.
    We chose two independent archives: a large piece (1.9 and 0.4 kg samples) from a deep-sea manganese crust (237 KD from cruise VA13/2, collected in 1976) with a growth rate between 2.5 mm per My and 3.57 mm per My (ref. 43). It originates from the equatorial Pacific (location 9°180′N, 146°030′W) at a depth of 4,830 m and covers the last ~25 My. In the very same crust, the live 60Fe signal mentioned above was found at about 2.2 My before present (BP)28, 29. Our second sample, also from the Pacific Ocean, is a piston-core deep-sea sediment (7P), extracted during the TRIPOD expedition as part of the Deep-Sea Drilling Project (DSDP) at location 17°30′ N, 113°00′ W at 3,763 m water depth and covers a time period of ~0.5–2.1 My BP (W. Smith, Scripps Geological Collections, USA, personal communication). The crust sample, covering a total area of 227.5 cm2 and a time range of 25 My, was split into four layers (1–4) representing different time periods in the past (see Table 1). Each layer was subdivided into three vertical sections (B, C and D) with areas between 70 and 85 cm2, totalling 12 individually processed samples. The surface layer (layer 1, with a time range from present to 500,000 years BP) contains also the anthropogenic Pu signal originating from global fallout of atmospheric weapons testing. Next, layer 2 spans a time period from 0.5–5 My BP, layer 3 5–12 My and layer 4 12–25 My. We note, the age for samples older than 14 My, where no10Be dating is possible, is more difficult to establish; different age models suggest a time period of 12 to ~18–20 My, another model up to ~30 My for layer 4). Finally, sample X, the bottom layer of hydrothermal origin (Fig. 1) served as background sample...»

    Figure 1: Crust sample 237 KD
This FeMn crust (with a total thickness of 25 cm) was sampled in 1976 from the Pacific Ocean at 4,830 m water depth: large samples used in this work were taken from one part of the crust (hydrogenous crust, layers 1–4, left in the figure) and from the bottom (hydrothermal origin, layer X, crust started to grow ~65 My ago...)
    Статья целиком: «Nature Communications» 6, Article number: 5956 doi:10.1038/ncomms6956. Received 30 March 2014. Accepted 26 November 2014. Published 20 January 2015.

    [ Мнение Федора Дергачева:

    Действительно, вывод о редкости уранидов (актинидов) в межзвездной среде за последние сто миллионов лет обоснован исследователями отлично, и его нет смысла подвергать сомнению. Однако при экстраполяции данного феномена на предыдущие миллиарды лет призываю к осторожности. В самом деле, вспышки сверхновых не обязательно должны происходить с идеальной регулярностью, как часы. Допускаю, что именно последние сто миллионов лет частота вспышек резко упала.
    О возможности такого хода событий свидетельствует необъяснимая пауза во вспышках сверхновых в нашей Галактике после того, как вспыхнула SN 1604 (Сверхновая Кеплера). Подробнее я написал об этом удивительном 400-летнем затишье в разделе «Проблема отсутствия сверхновых в Галактике Млечный Путь» публикации «Если сверхновая в нашей Галактике не взорвется…» (4 ноября 2013 года). 
    Согласен, что проводить аналогию между паузой в 400 лет и периодом в сто миллионов лет некорректно. Но тогда придется согласиться с тем выводом из обсуждаемого открытия, что «самые тяжелые элементы не могут быть сформированы стандартными сверхновыми. Их создание может потребовать более редких и мощных событий...»

    Темы блога «Артефакт». «Тайная история Солнечной системы»

    [Книга в работе...]
    Файл 7-Е. «Уникальна ли наша Земля?»http://artefact-2007.blogspot.ru/2016/11/1-7.html .

3 комментария:

  1. Предложен вариант возникновения плутония во Вселенной

    "Редкий процесс слияния бинарных нейтронных систем позволил исследователям из Еврейского университета в Иерусалиме выдвинуть предположение, что именно он и является источником возникновения плутония-244 в природе. В заметке, которая была издана в журнале Nature Physics, команда исследователей университета предлагает использовать своё открытие для решения загадки существования радиоактивного плутония во Вселенной. Дело в том, что весь плутоний, который сейчас используется на Земле, создаётся искусственно в ядерных реакторах. однако, может оказаться, что он также может образовываться и без помощи человека.

    Происхождение тяжёлых элементов в природе происходит посредством быстрого нейтронного захвата, а конкретно — r-процесса. Он представляет собой процесс образования более тяжёлых ядер из более лёгких путём последовательного захвата нейтронов в ходе реакций. Захват нейтронов продолжается до тех пор, пока темп захвата нейтронов выше, чем темп распада изотопа. Затем атом претерпевает β−-распад и захват нейтронов продолжается.

    Плутоний — радиоактивный элемент. Его самым долгоживущим изотопом является плутоний-244, срок существования которого оценивают в 120 миллионов лет. Таким образом, обнаружение этого изотопа плутония в природе подразумевало, что этот элемент синтезировался в астрофизических явлениях, имевших место не так давно, по крайней мере в галактических временных рамках. А, следовательно, он должен был образоваться уже в эпоху существования Солнечной Системы.

    Несколько лет назад было обнаружено, что молодая Солнечная Система содержала большое количество плутония-244. Принимая во внимание его недолгий цикл существования, удалось установить, что он существовал более четырёх миллиардов лет назад. Естественно, сейчас он уже давно распался, но порождённые им элементы существуют до сих пор. и даже были обнаружены. Однако, недавние измерения распределения плутония-244, который попал на Землю и сконцентрировался на дне глубоких морей и океанов, предполагают, что нашей планеты за последние 100 миллионов лет на самом деле достигло только очень небольшое количество этого изотопа. И именно это находится в поразительном противоречии с тем количеством, которое присутствовало в то время, когда Солнечная Система была сформирована.

    Учёные выяснили, что эти противоречия можно нивелировать, если источником радиоактивного плутония, а также некоторых других редких элементов, таких как золото и уран. является слияние двух нейтронных звёзд. Этот процесс чрезвычайно редкий, но, как ожидается, в результате должно образоваться большое количество тяжёлых элементов. Была даже разработана специальная модель, которая показало, что такое необычное и редкое слияние могло произойти около Солнечной Системы, но не раньше чем за сто миллионов лет до её рождения. Это привело бы к существованию относительно больших концентраций плутония-244, следы которого и были обнаружены ранее.

    С другой стороны, относительно небольшое количество плутония-244, достигшего Земли из межзвёздного пространства в наше время, явно подтверждает их чрезвычайную редкость. Такое событие не имело место уже как минимум 100 миллионов лет в области нашей Солнечной Системы". (9 декабря 2015 года). http://www.theuniversetimes.ru/predlozhen-variant-vozniknoveniya-plutoniya-vo-vselennoj.html

    Источник:
    "Hebrew University Team Uncovers Origin of Heavy Elements in the Universe". (08/12/2015). http://new.huji.ac.il/en/article/28210

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Ученые открыли загадку происхождения тяжелых элементов во Вселенной

      "...В своей работе исследователи разрешают противоречие, связанное с наблюдаемым недостатком плутония в составе достигающего Земли вещества межзвездного пространства, при том, что наша Солнечная система содержит довольно значительные количества плутония (точнее, продуктов его распада). Как указывают ученые, такое расхождение может объясняться тем, что плутоний в природе образуется в результате слияний нейтронных звезд, и именно такое редкое космическое событие произошло в нашей галактике незадолго до формирования Солнечной системы в её галактических окрестностях. Наблюдаемый же сегодня недостаток плутония в веществе межзвездного пространства Млечного пути объясняется редкостью таких космических событий, ввиду которой в последние 100 миллионов лет в окрестностях Солнечной системы не произошло ни одного события такого рода. Свою теорию исследователи подкрепляют результатами компьютерного моделирования". (14 декабря 2015, 12:01:30). http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=8033

      Удалить
  2. Слияния нейтронных звезд. (Обзоры доктора наук Сергея Борисовича Попова)

    "...
    5). обзор arxiv:1512.05435 Электромагнитные проявления слияний нейтронных звезд в эпоху Advanced LIGO (Electromagnetic Signatures of Neutron Star Mergers in the Advanced LIGO Era)
    Authors: Rodrigo Fernandez, Brian D. Metzger
    Comments: 23 pages To appear in Annual Review of Nuclear and Particle Science volume 66. Non-copyedited version prepared by the authors. Comments welcome (note that we have reached our upper limit of 150 references)

    Как полагается в американской статье, VIRGO в заголовке отсутствует.

    Слияния нейтронных звезд, которые надеются увидеть (а может уже увидели) в самом ближайшем будущем, должны сопровождаться и всплесками электромагнитного излучения. Вопрос в том, каковы точные характеристики этих явлений. Об этом и идет речь в обзоре.

    Обзор не слишком большой, с хорошими иллюстрациями, не перегружен деталями и техническими сложностями. Так что все приглашаются.

    6). обзор arxiv:1501.02081 Всеволновая картина слияния компактных двойных (Multi-messenger picture of compact binary mergers)
    Authors: S. Rosswog
    Comments: invited review Int. Journal Mod. Phys. D; 43 pages; 6 figures

    Довольно подробный обзор по слияниям нейтронных звезд. Упор сделан на то, что можно наблюдать любым доступным способом. Дело в том, что после слияния (сопровождающегося гамма-всплеском и всплеском гравитационно-волнового излучения) начинает происходить много всего интересного, что порождает транзиентный источник. Идут ядерные реакции.... (например, слияния нейтронных звезд могут быть основными поставщиками золота во вселенной) Все это есть во вполне доступном обзоре. Важно это, конечно же, в контексте того, что через год мы ожидаем регистрации гравволн".

    Источник: "Полезные обзоры к четвергу". (10 фев, 2016 в 0:21). http://sergepolar.livejournal.com/3170945.html

    ОтветитьУдалить