由亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫研究中心(HZDR)领导的国际研究团队通过分析数万年前的南极冰层，证实太阳系目前穿越的本星系际云中储存着来自恒星爆炸的铁-60，这一稀有放射性铁同位素正持续沉积到地球上。相关成果已发表在《物理评论快报》上。
太阳系穿过本星际云的路径。该星际云的轮廓以星际指纹的形式保存在南极冰层中。资料来源：B. Schröder/HZDR/NASA/戈达德太空飞行中心/阿德勒太空飞行中心/芝加哥大学/卫斯理大学
铁-60形成于大质量恒星内部，在恒星爆炸时被抛射到太空中。地质记录显示，数百万年前太阳系曾两次遭受超新星爆发产生的铁-60冲击。然而，近几百万年内附近并未发生恒星爆炸，因此不存在直接的铁-60来源。几年前，科学家在南极洲不到20年历史的表层积雪中发现铁-60，其来源问题随之浮现。
HZDR离子束物理与材料研究所Dominik Koll博士表示，研究团队推测本星系际云中含有铁-60并能长期储存，当太阳系穿过这片星际云时，地球便能收集到这种物质，但当时无法证实。近年来，团队分析了包括距今3万年的深海沉积物在内的多样本，均发现了铁-60，但仍存在其他解释。新发现的南极冰芯样本年代可追溯到4万至8万年前，分析结果明确表明本星系际云很可能是铁-60的来源。Koll指出，这意味着环绕太阳系的星云与恒星爆炸有关，这是首次有机会探究这些星云的起源。
研究人员使用了阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究所(AWI)提供的欧洲冰钻项目EPICA样本。通过比较冰芯中铁-60含量与早期深海和雪样，研究人员发现在4万至8万年前到达地球的铁-60含量低于现在及更近期。Koll解释说，这表明当时可能处于铁-60含量较低的环境中，或云团本身密度变化很大。铁-60信号的变化仅需数万年，在宇宙时间尺度上速度惊人，这使研究人员得以排除数百万年前恒星爆炸逐渐衰减等其他解释。
为进行测量，研究团队将约300公斤冰从不来梅港运至德累斯顿进行化学处理，这一漫长过程最终只留下几百毫克粉末。研究人员在HZDR的DREsden加速器质谱实验室(DREAMS)中，利用铍-10和铝-26两种放射性同位素对样品进行检测，以排除铁-60在处理过程中损失的可能性。最终测量使用了澳大利亚国立大学的重离子加速器设施(HIAF)——目前世界上唯一能够探测到如此微量铁-60的设施，研究人员利用电磁过滤器从最初的10万亿个原子中分离出少数铁-60原子。波恩大学的安娜贝尔·罗洛夫斯将这一过程比喻为"在5万个堆满干草的足球场里寻找一根针，这台机器在一个小时内就找到了这根针"。
瓦尔纳教授总结说，通过与国际同行多年合作，团队开发出一种极其灵敏的方法，现在能够在今天的地质记录中探测到数百万年前宇宙爆炸的清晰特征。该团队已计划进行进一步测量，目标是分析一根年代早于太阳系进入本星系际云之前的更古老冰芯，AWI是"超越EPICA——最古老冰芯"项目的重要合作伙伴，该项目旨在获取此类古老冰芯。
