کشف ایزوتوپ کمیاب پلوتونیم-۲۴۴ در عمق ۱۵۰۰ متری زیر اقیانوس آرام

عنصر نادر پلوتونیم-۲۴۴ اخیرا در پوسته زیر اقیانوس کشف شده است. کشف این عنصر رادیواکتیو به دانشمندان نشان می‌دهد که فلزات سنگین چگونه در شکل‌دهی ستارگان ایفای نقش کرده‌اند. پژوهشگران می‌گویند این ایزوتوپ احتمالا همراه با ایزوتوپ آهن-۶۰ به زمین آمده است.

آهن-۶۰ فلزی سبک‌تر است که انفجارهای ابرنواختری را شکل می‌دهد و موجب پایان حیات ستاره‌های غول‌آسا می‌شود. دانشمندان معتقدند یافتن این دو فلز در کنار یکدیگر نشانگر این است که هر دوی آن‌ها احتمالا توسط ابرنواخترها ساخته شده‌اند. منتها این احتمال هم وجود دارد که رویدادهای دیگری مثل ادغام ستاره‌های نوترونی باعث به وجود آمدن پلوتونیم-۲۴۴ شده باشند.

پی بردن به نحوه شکل‌گیری فلزات سنگین برای دانشمندان اهمیت زیادی دارد و یکی از سه سوال کلیدی علم فیزیک است. نصف عناصر سنگین‌تر از آهن از طریق فرآیند گداخت در هسته ستاره‌ها ساخته می‌شوند. نصف بعدی این عناصر نیازمند تراکم بالاتر نوترون‌های آزاد هستند، یعنی باید در محیط‌هایی مثل ابرنواخترها، ادغام ستاره‌های نوترونی یا در زمان برخورد سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی به وجود آمده باشند که پرانرژی‌تر از هسته ستارگان‌اند.

محققان برای کسب اطلاعات درباره فرآیندهای سازنده فلزات سنگین، جستجو به دنبال این عناصر را در زمین آغاز کردند. بعضی از نمونه‌های رادیواکتیو فلزات سنگین به‌صورت طبیعی در زمین به وجود نمی‌آیند. دانشمندان به شکل خاص به دنبال کشف پلوتونیم-۲۴۴ بوده‌اند که نیمه عمر آن ۸۰.۶ میلیون سال است.

با توجه به نیمه عمر بالای این ایزوتوپ، همه پلوتونیم‌های ۲۴۴ که در زمان تشکیل زمین وجود داشتند، مدت‌ها پیش از بین رفته‌اند. بنابراین هر اتمی که محققان از این ایزوتوپ پیدا کنند، منشأ فرازمینی دارد. پلوتونیم-۲۴۴ در عمق حدود ۱۵۰۰ متری زیر اقیانوس آرام کشف شده است. این بخش از زمین با سرعت بسیار آهسته‌ای شکل پیدا کرده و هر ۴۰۰ هزار سال فقط یک میلی‌متر آن به وجود آمده است. نمونه‌ای که توسط محققان کشف شده، یک بازه زمانی ۱۰ میلیون ساله را نشان می‌دهد.