地球数万年前进入了一团星际“迷雾”，至今尚未离开

通过分析南极冰芯样本中铁60的含量变化，科学家证实太阳系在距今4万至8万年前进入了一团星际“迷雾”，且至今可能尚未离开。

猎户座分子云复合体，星际云的一种。NASA / JPL-Caltech

5月13日，以澳大利亚国立大学核物理学家Dominik Koll为首的一批科研人员在《物理学评论快报》上刊登论文称，他们通过分析南极冰芯样本中一种来自超新星爆发的稀有铁同位素——铁60的含量变化，证实太阳系在距今4万至8万年前进入了一团星际“迷雾”，且至今可能尚未离开。

太阳系在银河系中的位置附近，分布着大约15个独立的星际云团。研究指出，我们当前正在其中一个云团——亦即所谓的“本地星际云（Local Interstellar Cloud）”中穿行。研究人员通过分析南极冰芯，发现了这个云团留在地球上的印记。

大质量恒星核心的燃料耗尽后会爆炸成为超新星，其一生锻造出来的元素会撒播到周围的太空里，成为星际尘埃。这些尘埃在银河系中飘荡，如果地球或其他行星刚好遇到并从中穿过，它们就有机会落到地球和行星的表面。

在地球上，南极的雪在经历了漫长时间的积压之后，会逐渐成为冰。且在此过程中，它们几乎不曾受到干扰。这些冰的每一层都是当时宇宙环境的真实记录，保存其中的自然事件可以向前追溯数万年。

研究人员在采集的南极冰芯中发现了罕见的铁60。由于近期地球附近并未发生过超新星爆发，它们的来源激起了科学家的好奇心。它们是否来自太阳系附近的那15个星际云团，成了科学家研究的课题。如果这些铁60来自这些云团中的某一个，那么它们的含量，应当与云团的密度有关——冰芯中铁60的含量越高，地球穿越的云团密度就越大。

但也有科学家认为，在更为久远的数百万年前，地球附近曾经发生过超新星爆发，曾经有大量铁60到达地球。南极冰芯中的这些同位素也有可能是那次超新星爆发的最后残余。

就是在这块来自南极的冰芯中，科学家发现了铁60同位素。它在地球上并不会天然产生。它的存在及含量变化特点表明，我们的太阳系在4万至8万年前进入了一团星际云，且至今可能仍在其中。Alfred-Wegener-Institute / Esther Horvath

为了一探究竟，研究人员分析了一块冰芯样本，其形成年代大约在4万至8万年前。

他们先是将这块重达300千克的冰融化成水，通过化学方法分离出了少量铁元素；然后用高灵敏度的原子计数技术，对其中的单个铁60原子数进行了统计。

理论上，如果这些铁60来自那次超新星爆发，那么其含量会稳定在一个可预期的水平上。然而实际测量结果显示，虽然也探测到了铁60，其沉积量却明显低于预期，甚至低于现代样本。

这表明在那一段时间，到达地球的星尘并不那么多——也就是说，这些铁60大概率并非是数百万年前那颗近距离超新星的残余。

然而就相对较短的天体物理学时间尺度而言，这种含量上的变化仍是显著的。

此前有研究认为，地球在距今约4万至12.4万年前进入了本地星际云，而本次分析结果时间段正好与此相符，实际上也证实了这一推测。

鉴于研究人员在后期乃至现代样本中也提取到了铁60，研究人员认为地球和太阳系当前可能仍未走出这团“迷雾”。

进一步的分析还发现，冰芯中铁60的含量在短短数万年间就会发生变化，表明本地星际云内部可能存在着不均匀的密度分布或边界。其成分来源并不单一，结构也可能比较复杂。

但是由于它已经在地球的地质记录中留下了印记，我们或许很快就能通过对更古老的冰层进行更深入的研究和分析，来揭示其中的真相。

参考

Stardust trapped in Antarctic ice reveals tens of thousands of years of Solar System’s past

https://theconversation.com/stardust-trapped-in-antarctic-ice-reveals-tens-of-thousands-of-years-of-solar-systems-past-279745

Local Interstellar Cloud Structure Imprinted in Antarctic Ice by Supernova ⁶⁰Fe

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/nxjq-jwgp