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灭绝的铌同位素揭示了太阳系长期存在的秘密

铌同位素 放射性核素 锆石
发布:2021-03-09 10:38:13    

在陨石中已经发现了灭绝的放射性核素(如铌92)的证据,这些放射性核素是在我们的太阳系诞生之前形成的。东京理工大学(ETH)苏黎世联邦理工学院,国立极地研究所和Konkoly天文台的科学家利用这一证据,通过研究陨石碎片中稀有的金红石和锆石矿物,确定了铌92的初始丰度。这使他们能够以更高的精度记录早期太阳系中的事件,并限制了不同类型超新星爆炸中铌92的产生。


 

当元素具有过量的质子或电子时,它会变得不稳定,并以辐射的形式散布这些额外的粒子,直到达到稳定为止。铌92(92 Nb)是一种不稳定的同位素,随着时间的流逝会衰减为稳定的锆92(92 Zr),半衰期为3,700万年。因此,它在太阳系形成后不久就灭绝了。如今,只有子同位素92 Zr中的富集可以证明曾经活着的92 Nb。

通过测量各种元素及其同位素的衰变,科学家已经能够确定大约45.67亿年前开始的早期太阳系中事件发生的年龄。然而,92 NB- 92锆天文台表的,因为缺乏有关的具体金额限制信息92在太阳系诞生时就存在的Nb。这损害了它在恒星环境中用于测年和确定此类原子产生的用途。东京工业大学(东京工业大学)助理教授Makiko K. Haba领导的研究小组通过为太阳系的演变历史建立了更准确的时间表并更好地了解了太阳系的生产地点,从而大大改进了该天文钟表。

哈巴教授及其团队从陨石中回收了稀有的锆石和金红石矿物,这些矿物最适合用于92 Nb的估算,而陨石是原行星Vesta的碎片。有了这些矿物质,当这些陨石形成时,他们就能建立92 Nb的丰度。然后,利用广泛使用的铀铅定年技术来确认其年龄,该团队能够精确地计算出太阳系形成时原始的92 Nb丰度。

利用这些新信息,团队提高了现有92 Nb- 92 Zr天文钟的精度。哈巴教授评论了研究小组研究结果的重要性,他说:“精确度的显着提高使92 Nb- 92 Zr计时码表成为为发生在小行星和行星上的小行星和行星提供精确的增生,分化和碰撞年龄的有力工具。太阳系形成后的最初几千万年。”

改善的初始92 Nb丰度的另一个好处是,它对此类同位素的形成位置提供了限制。反过来,这使我们对形成太阳和行星的物质起源地有了更好的了解。该团队的新模型表明,内部太阳系受Ia型超新星在银河系中喷射出的物质的影响更大,在该处,两个绕行恒星相互作用,然后释放出恒星物质。相反,外部太阳系主要是由“核塌陷”超新星提供的,这可能是太阳诞生的恒星托儿所内的地方,一颗巨大的恒星自身坍塌并剧烈爆炸。

毫无疑问,哈巴教授及其团队的“恒星”发现对整个地球化学领域的研究具有极其重要且广泛的意义!

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