Если атом химического элемента имеет избыток протонов или нейтронов, он становится нестабильным. Он будет выделять эти дополнительные частицы в виде гамма-излучения, пока снова не станет стабильным. Одним из таких нестабильных изотопов является ниобий-92 ( 92 Nb), который специалисты также называют радионуклидом. Его период полураспада, составляющий 37 миллионов лет, относительно короткий, поэтому он вымер вскоре после образования Солнечной системы. Сегодня только его стабильный дочерний изотоп, цирконий-92 ( 92 Zr), свидетельствует о существовании 92 Nb.
Тем не менее, ученые продолжали использовать потухший радионуклид в форме хронометра 92 Nb- 92 Zr, с помощью которого они могут датировать события, произошедшие в ранней Солнечной системе около 4,57 миллиарда лет назад.
Использование хронометра 92 Nb- 92 Zr до сих пор ограничивалось отсутствием точной информации о количестве 92 Nb, которое присутствовало при зарождении солнечной системы. Это ставит под угрозу его использование для датирования и определения образования этих радионуклидов в звездной среде.
Метеориты хранят ключ к далекому прошлому
Теперь исследовательская группа из ETH Zurich и Токийского технологического института (Tokyo Tech) значительно улучшила этот хронометр. Исследователи добились этого улучшения с помощью хитрой уловки: они извлекли редкие минералы циркона и рутила из метеоритов, которые были фрагментами протопланеты Веста. Эти минералы считаются наиболее подходящими для определения 92 Nb, поскольку они дают точное свидетельство того, насколько распространенным 92Nb был во время образования метеорита. Затем, используя метод уран-свинцового датирования (атомы урана, распадающиеся на свинец), команда подсчитала, насколько распространенным было 92 Nb на момент формирования Солнечной системы. Объединив два метода, исследователям удалось значительно улучшить точность 92 Nb-92 Zr хронометр.
Мария Шёнбехлер, профессор Институт геохимии и петрологии ETH Zurich, которая руководила исследованием, говорит:
Таким образом, этот усовершенствованный хронометр является мощным инструментом для определения точного возраста образования и развития астероидов и планет — событий, которые произошли в первые десятки миллионов лет после образования Солнечной системы.
Сверхновые выпустили ниобий-92
Теперь, когда исследователи более точно знают, насколько распространенным был 92 Nb в самом начале нашей Солнечной системы, они могут более точно определить, где эти атомы были сформированы и откуда возник материал, из которого состоит наше Солнце и планеты.
Новая модель исследовательской группы предполагает, что внутренняя часть Солнечной системы с планетами земной группы Земля и Марс в значительной степени находится под влиянием материала, выброшенного сверхновыми типа Ia в нашей галактике Млечный Путь . В таких звездных взрывах две вращающиеся звезды взаимодействуют друг с другом, прежде чем взорваться и высвободить звездное вещество. Напротив, внешняя солнечная система питалась в основном сверхновой с коллапсом ядра - вероятно, в звездном ясле, где родилось наше Солнце, — в которой массивная звезда схлопнулась сама и сильно взорвалась.
