Güneş Sistemi şu anda yıldızlar arasındaki son derece seyrek gaz ve toz bölgesi Yerel Yıldızlararası Bulut’un (Local Interstellar Cloud) içinden geçiyor. Dünya bu yolculuk sırasında, yıldız patlamalarıyla oluşan nadir radyoaktif bir demir izotopu olan demir-60’ı sürekli olarak biriktiriyor. Dünya’nın yıldız tozu topladığı teorisi, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibinin on binlerce yıllık Antarktika buzlarını incelediği yeni çalışmasıyla bir kez daha doğrulandı.
Araştırmacılar, sürekli ancak zamana göre değişen bu akıştan, radyoaktif izotopun çok eski bir yıldız patlamasının ardından bulut içinde depolandığı sonucuna ulaştı. Bulgular Physical Review Letters dergisinde yayınlandı.
Demir-60, büyük kütleli yıldızların iç kısımlarında oluşur ve bu yıldızlar patladığında uzaya saçılır. Jeolojik kayıtlar, Güneş Sistemimizin milyonlarca yıl önce iki kez süpernovalardan gelen demir-60’a maruz kaldığını gösteriyor. Ancak daha yakın dönemlerde çevremizde yıldız patlaması yaşanmadığı için doğrudan bir demir-60 kaynağı bulunmuyordu. Bilim insanları birkaç yıl önce yirmi yaşından daha genç Antarktika yüzey karlarında demir-60 keşfettiğinde, bu izotopun kökeni merak edilmeye başlandı.
Phys org’un haberine göre, HZDR İyon Işını Fiziği ve Malzeme Araştırmaları Enstitüsünden Dr. Dominik Koll, “Düşüncemiz, Yerel Yıldızlararası Bulut’un demir-60 içerdiği ve bunu uzun süre depolayabildiği yönündeydi. Güneş Sistemi bulutun içinden geçerken Dünya bu maddeyi toplayabilirdi. Ancak o dönemde bunu kanıtlayamamıştık.” diyor.
Son yıllarda Koll ve Prof. Anton Wallner liderliğindeki araştırmacılar, 30 bin yıla kadar uzanan derin deniz tortuları da dahil olmak üzere ek örnekleri analiz etti. Bu örneklerde de demir-60 bulundu ancak rakip teoriler varlığını sürdürdü. Yeni Antarktika buz örnekleri ise 40 bin ila 80 bin yıl öncesine tarihleniyor. Yapılan analizler artık açık biçimde Yerel Yıldızlararası Bulut’un olası kaynak olduğunu gösteriyor.
Koll, “Bulgular, Güneş sistemini çevreleyen bulutların bir yıldız patlamasıyla bağlantılı olduğu anlamına geliyor. Ayrıca ilk kez bu bulutların kökenini araştırma fırsatı elde ediyoruz.” ifadelerini kullandı.
Yerel Yıldızlararası Bulut, yıldız patlamalarından gelen demir-60’ı depoluyor
Güneş Sistemimiz Yerel Yıldızlararası Bulut’a on binlerce yıl önce girdi ve birkaç bin yıl sonra yeniden çıkacak. Şu anda bulutun kenarına yakın bir konumdayız.
Araştırmacılar, Güneş Sisteminin buluta giriş yaptığı düşünülen döneme ait bir buz çekirdeğini analiz etti. Alfred Wegener Institute (AWI), Avrupa buz sondaj projesi EPICA kapsamında elde edilen örnekleri sağladı. Demir-60 miktarının daha eski derin deniz ve kar örnekleriyle karşılaştırılması, 40 bin ila 80 bin yıl önce Dünya’ya günümüze kıyasla daha az demir-60 ulaştığını ortaya koydu.
Koll, “Bu, ya daha düşük demir-60 içeren bir ortamda bulunduğumuzu ya da bulutun kendi içinde büyük yoğunluk farklılıkları barındırdığını gösteriyor.” açıklamasında bulundu.
Demir-60 sinyali yalnızca birkaç on bin yıl içinde değişiyor; bu da kozmik zaman ölçeklerinde oldukça hızlı bir değişim demek. Bu bulguyla birlikte araştırmacılar, milyonlarca yıl önceki yıldız patlamalarının etkisinin giderek zayıfladığı yönündeki gibi alternatif açıklamaları da çalışmada dışlamayı başardı.
Antarktika buzlarında iz arayışı
Ölçümler için araştırmacılar, AWI’nin Bremerhaven tesisinden Dresden’e yaklaşık 300 kilogram buz taşıdı. Burada buzlar kimyasal işlemlerden geçirildi ve sonunda geriye yalnızca birkaç yüz miligram toz kaldı. Araştırmacılar, her aşamada kayıpları önlemek için büyük dikkat göstererek demir-60’ı adım adım ayrıştırdı.
HZDR bünyesindeki DREAMS laboratuvarında, kimyasal işlemlerden sonra örnekler iki başka radyoizotop olan berilyum-10 ve alüminyum-26 ile kontrol edildi. Bu izotopların buz içindeki beklenen yoğunlukları iyi biliniyor. Eğer demir-60 kaybolmuş olsaydı, bu izotopların miktarında da azalma görülmesi gerekirdi. Ancak ekip böyle bir durum olmadığını doğruladı.
Son ölçüm için araştırmacılar, Avustralya Ulusal Üniversitesi bünyesindeki Ağır İyon Hızlandırıcı Tesisi’ni (HIAF) kullandı. Burası şu anda dünyada bu kadar küçük miktarlardaki demir-60’ı tespit edebilen tek tesis konumunda. Elektrik ve manyetik filtreler yardımıyla atomlar kütlelerine göre ayrıştırıldı ve başlangıçtaki 10 trilyon atomdan geriye yalnızca birkaç demir-60 atomu kaldı.
Wallner ilgili yöntemlerini, “Uluslararası meslektaşlarımızla yıllar süren iş birliği sayesinde son derece hassas bir yöntem geliştirdik. Bu yöntem artık milyonlarca yıl önce gerçekleşen kozmik patlamaların izlerini jeolojik kayıtlarda net biçimde tespit etmemizi sağlıyor.” şeklinde değerlendirdi.
Aynı araştırmacılar şimdi yeni ölçümler planlıyor. Amaç, Güneş Sistemi Yerel Yıldızlararası Bulut’a girmeden önce oluşmuş daha eski buz çekirdeklerini incelemek.
İlk görsel: Alfred-Wegener-Institute/Esther Horvath
Kaynak: Physical Review Letters