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滅絕的鈮同位素揭示了太陽系長期存在的秘密

鈮同位素 放射性核素 鋯石
發布:2021-03-09 10:38:13    

在隕石中已經發現了滅絕的放射性核素(如鈮92)的證據,這些放射性核素是在我們的太陽系誕生之前形成的。東京理工大學(ETH)蘇黎世聯邦理工學院,國立極地研究所和Konkoly天文臺的科學家利用這一證據,通過研究隕石碎片中稀有的金紅石和鋯石礦物,確定了鈮92的初始豐度。這使他們能夠以更高的精度記錄早期太陽系中的事件,并限制了不同類型超新星爆炸中鈮92的產生。


 

當元素具有過量的質子或電子時,它會變得不穩定,并以輻射的形式散布這些額外的粒子,直到達到穩定為止。鈮92(92 Nb)是一種不穩定的同位素,隨著時間的流逝會衰減為穩定的鋯92(92 Zr),半衰期為3,700萬年。因此,它在太陽系形成后不久就滅絕了。如今,只有子同位素92 Zr中的富集可以證明曾經活著的92 Nb。

通過測量各種元素及其同位素的衰變,科學家已經能夠確定大約45.67億年前開始的早期太陽系中事件發生的年齡。然而,92 NB- 92鋯天文臺表的,因為缺乏有關的具體金額限制信息92在太陽系誕生時就存在的Nb。這損害了它在恒星環境中用于測年和確定此類原子產生的用途。東京工業大學(東京工業大學)助理教授Makiko K. Haba領導的研究小組通過為太陽系的演變歷史建立了更準確的時間表并更好地了解了太陽系的生產地點,從而大大改進了該天文鐘表。

哈巴教授及其團隊從隕石中回收了稀有的鋯石和金紅石礦物,這些礦物最適合用于92 Nb的估算,而隕石是原行星Vesta的碎片。有了這些礦物質,當這些隕石形成時,他們就能建立92 Nb的豐度。然后,利用廣泛使用的鈾鉛定年技術來確認其年齡,該團隊能夠精確地計算出太陽系形成時原始的92 Nb豐度。

利用這些新信息,團隊提高了現有92 Nb- 92 Zr天文鐘的精度。哈巴教授評論了研究小組研究結果的重要性,他說:“精確度的顯著提高使92 Nb- 92 Zr計時碼表成為為發生在小行星和行星上的小行星和行星提供精確的增生,分化和碰撞年齡的有力工具。太陽系形成后的最初幾千萬年。”

改善的初始92 Nb豐度的另一個好處是,它對此類同位素的形成位置提供了限制。反過來,這使我們對形成太陽和行星的物質起源地有了更好的了解。該團隊的新模型表明,內部太陽系受Ia型超新星在銀河系中噴射出的物質的影響更大,在該處,兩個繞行恒星相互作用,然后釋放出恒星物質。相反,外部太陽系主要是由“核塌陷”超新星提供的,這可能是太陽誕生的恒星托兒所內的地方,一顆巨大的恒星自身坍塌并劇烈爆炸。

毫無疑問,哈巴教授及其團隊的“恒星”發現對整個地球化學領域的研究具有極其重要且廣泛的意義!

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