წყნარი ოკეანის ფსკერიდან ამოღებული ნიმუშების კვლევისას მეცნიერებმა პლუტონიუმის უიშვიათესი იზოტოპის კვალი დააფიქსირეს, მომაკვდინებელი ელემენტის, რომელიც გადამწყვეტი იყო ატომის ეპოქაში.
მათი განცხადებით, ის მილიონობით წლის წინ, ორი ვარსკვლავის ერთმანეთთან შეჯახებისას არის წარმოქმნილი, შემდეგ კი დედამიწის ატმოსფეროში კოსმოსური მტვრის სახით შემოსული. მათი ანალიზი კოსმოსის კვლევის სრულიად ახალ ფანჯარას ხსნის.
„საოცარია, რომ დედამიწაზე აღმოჩენილ რამდენიმე ატომს შეუძლია დაგვეხმაროს იმის გაგებაში, სად წარმოიქმნა სამყაროს მძიმე ელემენტთა დაახლოებით ნახევარი“, — ამბობს კვლევის ავტორი, ავსტრალიის ეროვნული უნივერსიტეტის ბირთვული ფიზიკოსი ენტონ უოლნერი.
პლუტონიუმს სრულიად სამართლიანად აქვს ძალიან ცუდი რეპუტაცია.
ეს რადიოაქტიური ელემენტი გამოიყენებოდა მსოფლიოში პირველ სატესტო ბირთვულ აფეთქებებში, ასევე იაპონიის ქალაქ ნაგასაკში ჩამოგდებულ ატომურ ბომბში. მეორე მსოფლიო ომის შემდეგ, მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ სასიკვდილოა პლუტონიუმის გავლენა ჯანმრთელობაზე. მინიმალური რაოდენობით ჩასუნთქვის ან ჩაყლაპვის შემთხვევაშიც კი, შეიძლება გამოიწვიოს ფატალური კიბოები. გარდა ამისა, პლუტონიუმი უფრო მცირე რაოდენობით არის საჭირო, ვიდრე სხვა ბირთვული საწვავი; სწორედ ამიტომ გამოიყენება ის აქტიურად კონტინენტთაშორის რაკეტებში.
ამ ელემენტს ხშირად ხელოვნურად მიიჩნევენ, რადგან ბუნებაში იშვიათად გვხვდება. პერიოდულობის სისტემაში ის 94-ე ადგილზეა და ბოლოა მათ შორის, რომლებიც ბუნებრივად გვხვდება. მისი კვალი გვხვდება ურანის ნედლეულში. ასტრონომებმა დიდი ხანია იციან, რომ ის სამყაროში სპონტანურად წარმოიქმნება. თუმცა, ვერ ხერხდებოდა მისი წარმოშობის ზუსტი ადგილების დადგენა.
არამიწიერი წარმომავლობის ნიმუშების შესაგროვებლად ოკეანის ფსკერი საუკეთესო ადგილია, რადგან ისინი იქ კარგადაა დაცული პლანეტის ზედაპირზე მიმდინარე ცვლილებისგან. ეს გახლავთ ერთგვარი ნაკრძალი, სადაც საგნები შეიძლება მილიონობით წლის განმავლობაში უცვლელად დარჩეს. ამ შემთხვევაში, მეცნიერებს გაუმართლათ, რადგან იაპონური ექსპედიციის მიერ წყნარი ოკეანის ფსკერიდან, ეკვატორის მიდამოებში აღებული ნიმუშების კვლევის შანსი მიეცათ.
ვარსკვლავები საკუთარ ბირთვში მსუბუქ ელემენტებს მძიმე ელემენტებად გარდაქმნიან და წარმოქმნიან რკინაზე უფრო მძიმე ელემენტებს. ახალი აღმოჩენა ნათელს ჰფენს სამყაროში რკინაზე მძიმე ელემენტთა წარმოშობის ორ გზას შორის ფარდობით გადანაწილებას; მათ შორის არიის ყოველდღიურ ცხოვრებაში გამოყენებადი ისეთი ელემენტები, როგორებიცაა სპილენძი, თუთია, მერკური და იოდი.
მთავარ წყაროდ დიდი ხნის განმავლობაში მიიჩნეოდა აფეთქებული ვარსკვლავი, ანუ სუპერნოვა. მასიური ვარსკვლავის უეცარი გრავიტაციული კოლაფსი მისი მატერიის უმეტეს ნაწილს მძიმე ელემენტებად გარდაქმნის, რომლებიც კოლოსალური ნაკადის სახით კოსმოსში იტყორცნებიან. ასე მოდრეიფე ელემენტები საბოლოოდ ერევა უფრო გავრცელებულ ატომებს და წარმოქმნიან ვარსკვლავებისა და პლანეტების ნედლეულს; ადამიანთა შემთხვევაში კი ისინი სიცოცხლის წყაროც გახდნენ.
მძიმე ელემენტთა წარმოქმნის მეორე გზა პირველის სახესხვაობაა. სუპერნოვას ადგილზე რჩება მკვრივი, კოლაფსირებული ბირთვი, რომელსაც ნეიტრონული ვარსკვლავი ეწოდება. ამ უკიდურესად მკვრივ ვარსკვლავთა დიამეტრი 20-25 კილომეტრია, მაგრამ მათში თავს იყრის მზის ოდენობის მასა. მძიმე ელემენტების, მათ შორის ოქროსა და ვერცხლის წარმოქმნის გზად მიიჩნევა ერთმანეთის გარშემო მოძრავი ორი ნეიტრონული ვარსკვლავის შეჯახებაც. 2017 წელს, პირველად ისტორიაში, ასტრონომებმა დააფიქსირეს გრავიტაციული ტალღები, რომლებიც ორი ნეიტრონული ვარსკვლავის შეჯახების შედეგად იყო წარმოქმნილი, რამაც ამ თეორიას მნიშვნელოვანი წონა შემატა.
ახლა, როდესაც რკინისა და პლუტონის უიშვიათესი იზოტოპები აღმოაჩინეს, მეცნიერები აცხადებენ, რომ პლუტონიუმი უფრო ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შეჯახებისას უნდა წარმოიქმნებოდეს, ვიდრე სუპერნოვებში.
„კოსმოსური დროის მასშტაბებში, ეს ძლიერ დამახასიათებელია ბოლოდროინდელი ფეთქებადი მოვლენებისთვის“, — ამბობს უოლნერი.
როგორც მკვლევართა ჯგუფმა განსაზღვრა, პლუტონიუმის ეს კონკრეტული ატომები დედამიწაზე ბოლო 10 მილიონი წლის განმავლობაშია მოსული.
იზოტოპები ეწოდება ერთი და იმავე ელემენტის ნაირსახეობებს, რომლებსაც ბირთვში სხვადასხვა ოდენობით აქვთ სუბატომური ნაწილაკები, სახელად ნეიტრონები. დედამიწაზე არსებული პლუტონიუმის უმეტესობა რეაქტორებში მზადდება და პლუტონიუმ-239 ეწოდება. მის ბირთვში 145 ნეიტრონია და ძირითადად გამოიყენება წყალბადის ბომბის ამფეთქებელ ძალად.
გლობალური ზღვის ფსკერის უმეტესი ნაწილი მდიდარია მილიარდობით წლის განმავლობაში დალექილი დედამიწისეული ლითონების კლდოვანი ქერქით. აღებული ნიმუში დაახლოებით 1,6 სმ სისქის და 45 სმ ფართობის იყო. არამიწიერ პლუტონიუმს მეცნიერები ყველაზე ღრმა დანალექ ფენებში ეძებდნენ, რისთვისაც უკიდურესად მგრძნობიარე, პლუტონიუმის ციცქნა კვალის პოვნაზე ოპტიმიზებული დეტექტორი გამოიყენეს. ხელსაწყომ ათეულობით კოსმოსური ატომი დააფიქსირა. რა თქმა უნდა, ისინი პლუტონიუმ 239 არ არის და წარმოადგენენ უიშვიათეს იზოტოპს, პლუტონიუმ-244-ს, რომელსაც ბირთვში 150 ნეიტრონი აქვს.
მეცნიერებმა დაადგინეს ისიც, რომ ზღვის ფსკერის ნიმუშებში აღმოჩენილ რკინისა და პლუტონიუმის უიშვიათეს იზოტოპებს „საჭიროზე დაბალი“ პროპორცია ჰქონდათ იმ შემთხვევისთვის, პლუტონიუმის მთავარი წყარო რომ სუპერნოვა იყოს. ავტორები ასკვნიან, რომ მის წარმოქმნაში წვლილი უნდა შეჰქონდეს სხვა ასტროფიზიკურ მოვლენებსაც, მაგალითად ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შეჯახებებს.
კვლევა ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია The New York Times-ის მიხედვით.
