Ученые предложили решение «галактической загадки плутония»

Команда ученых из Израиля предложила свое решение галактической загадки радиоактивного плутония. Опубликованная в Nature Physics работа, сообщает, что за его присутствие в земной атмосфере ответственно столкновение двойных нейтронных звезд.
«Загадка плутония» заключается в неожиданно больших значениях изотопа плутония-244 на ранних этапах формирования Солнечной системы, а также неожиданно малых – в космической пыли, обнаруженной на дне океана. Период полураспада плутония-244 составляет 81 млн лет и весь плутоний, существовавший во время формирования Земли более 4,5 млрд лет назад, должен был исчезнуть к моменту появления человечества. При этом на Земле зафиксированы следы как плутония-244, так и его дочерних элементов.
Ранее считалось, что весь природный плутоний-244 обязан своим происхождением взрывам сверхновых. По имеющимся представлениям, в результате этого относительно частого явления (взрыв сверхновой происходит 3–4 раза в столетие) синтезируются ядра тяжелых элементов – плутония, золота, урана и других. Вместе с космической пылью они могут попадать в Солнечную систему, в частности, на Землю. Однако такая частота взрывов должна приводить к куда большему содержанию плутония-244 в космической пыли, которая детектируется по океаническим данным. В то же время взрывами сверхновых невозможно объяснить значительное количество плутония-244, зафиксированного на ранних этапах формирования Солнечной системы.
Представитель Еврейского университета Иерусалима Майкл Пол (Michael Paul) выдвинул гипотезу о том, что тяжелые элементы могут быть образованы в результате еще более грандиозных и редких космических катастроф – слияний двух нейтронных звезд. По его словам, столкновения нейтронных звезд друг с другом происходят 2–3 раза в 100 тысяч лет, но во время этого процесса синтезируется значительно большее количество тяжелых элементов, чем во время взрывов сверхновых. Одно из таких слияний должно было произойти во время формирования Солнечной системы — это помогает объяснить неожиданно высокие значения плутония-244 на этом этапе и его низкое содержание в космической пыли в наше время. По словам авторов, с этим сценарием согласуются и данные моделирования частоты обоих процессов с учетом количества элементов, которые в них образуются.

Сценарий ученых подразумевает, что во время возникновения Солнечной системы в непосредственной от нее близости произошло столкновение нейтронных звезд, приведшее к синтезу тяжелых элементов, в том числе плутония-244. 

Александра Стуккей