Bụi vũ trụ được tìm thấy trong tuyết ở Nam Cực có khả năng được sinh ra ở một siêu tân tinh xa xôi hàng triệu năm trước. Hành trình giữa các vì sao của bụi cuối cùng đã mang vật chất đến Trái đất, nơi các nhà khoa học phát hiện ra các hạt ngũ cốc cổ đại.
Bụi này nổi bật vì nó chứa một đồng vị sắt gọi là sắt-60, thường được phát hành bởi các siêu tân tinh nhưng rất hiếm trên Trái đất. (Đồng vị là phiên bản của các nguyên tố khác nhau về số lượng neutron trong nguyên tử của chúng.)
Trong quá trình tìm kiếm bụi không gian khó nắm bắt, các nhà khoa học đã phân tích hơn 1.100 lbs. (500 kg) tuyết bề mặt mà họ tập hợp từ một khu vực cao độ ở Nam Cực gần ga Kohnen của Đức. Ở vị trí đó, tuyết sẽ không bị ô nhiễm từ bụi trên mặt đất, các nhà nghiên cứu báo cáo trong một nghiên cứu mới.
Sau đó, các nhà điều tra đã gửi tuyết vẫn đóng băng đến một phòng thí nghiệm ở Munich, nơi nó được nấu chảy và lọc để cô lập các hạt bụi có thể chứa dấu vết vật chất từ không gian. Khi các nhà khoa học kiểm tra bụi đốt bằng máy quang phổ khối máy gia tốc, họ đã phát hiện ra đồng vị sắt-60 quý hiếm - một di tích của một siêu tân tinh cổ đại.
Không gian là một nơi bụi bặm, phong phú với các hạt bị trục xuất bởi siêu tân tinh và rơi ra từ các hành tinh, tiểu hành tinh và sao chổi. Hệ mặt trời của chúng ta hiện đang đi qua một đám mây bụi không gian lớn gọi là Đám mây liên sao cục bộ (LIC) và các hạt từ đám mây này được tìm thấy trên Trái đất có thể tiết lộ nhiều về cách mặt trời và các hành tinh của chúng tương tác với bụi vũ trụ.
Để tìm hiểu xem bụi không gian có đến từ một siêu tân tinh xa xôi hay không, trước tiên các nhà khoa học phải loại trừ liệu nó có nguồn gốc trong hệ mặt trời của chúng ta hay không. Bụi được chiếu xạ bởi các hành tinh và các cơ thể khác có thể chứa sắt-60, nhưng tiếp xúc với bức xạ vũ trụ cũng tạo ra một đồng vị khác: mangan-53. Các nhà nghiên cứu đã so sánh tỷ lệ sắt-60 và mangan-53 trong các hạt ở Nam Cực, thấy rằng lượng mangan thấp hơn nhiều so với mức có thể nếu bụi là cục bộ.
Làm thế nào mà các nhà khoa học biết rằng sắt-60 trong tuyết ở Nam Cực không có nguồn gốc trên Trái đất? Có thể đã có sắt-60 trên hành tinh của chúng ta trong thời kỳ sơ khai, nhưng tất cả đồng vị quý hiếm này đã phân rã từ lâu trên Trái đất, các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu. Các vụ thử bom hạt nhân có thể đã tạo ra và phân tán sắt-60 trên khắp hành tinh, nhưng các tính toán cho thấy số lượng đồng vị được tạo ra bởi các thử nghiệm như vậy sẽ thấp hơn nhiều so với lượng sắt-60 được tìm thấy trong tuyết ở Nam Cực.
Iron-60 cũng được sản xuất trong các lò phản ứng hạt nhân; tuy nhiên, lượng đồng vị mà các lò phản ứng tạo ra là "không đáng kể" và bị giới hạn trong các lò phản ứng nơi nó được tạo ra, các nhà khoa học cho biết. Cho đến nay, ngay cả các vụ tai nạn hạt nhân nghiêm trọng, chẳng hạn như thảm họa nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi năm 2011, đã không đưa sắt-60 vào môi trường với số lượng có thể đo lường được, theo nghiên cứu.
Trước đây, sắt-60 trên Trái đất chỉ được tìm thấy ở các mỏ nước biển sâu cổ đại hoặc trong các tảng đá có nguồn gốc trong không gian, "giống như thiên thạch hoặc trên mặt trăng", các nhà khoa học đã báo cáo trực tuyến vào ngày 12 tháng 8 trên tạp chí Phys Review Letters.
Các nhà nghiên cứu viết: "Bằng cách loại trừ các nguồn trên mặt đất và vũ trụ, chúng tôi kết luận rằng lần đầu tiên chúng tôi đã tìm thấy loại sắt-60 có nguồn gốc liên sao ở Nam Cực".
