Model výskytu železa-60 v Lokální bublině a jejím okolí. Kredit: Michael Schulreich / TU Berlin.

Žijeme v docela pustém, prázdném a nudném koutu vesmíru. Alespoň jsme si to mysleli, a utvrzovali se v tom. I autor tohoto komentáře s oblibou zdůrazňoval, jak pohodové vlastně naše vesmírné sousedství je. K nejbližším hvězdám se musí letět pár světelných let, jedním slovem zapadákov. Nic pořádného se tu neděje a ani dlouho nedělo. Jenže to byl podle všeho omyl. Zajímavý objev sedimentu s železem-60 teď všechny naše představy o poklidném zapadákově postavil na hlavu.

Anton Wallner. Kredit: Stuart Hay / ANU.

Jestli to není nějak nešťastný omyl, což se nezdá, tak Anton Wallner z Australské národní univerzity (ANU) a jeho mezinárodní tým vystopovali důkazy nikoliv jedné, ale hned celé série mohutných supernov, které zřejmě explodovaly někde poblíž Sluneční soustavy. A napsali o tom do časopisu Nature. Ve vzorcích sedimentu a zemské kůry z Pacifiku, Atlantiku a Indického oceánu našli zvláštní výskyt radioaktivního izotopu železo-60. Co ale Wallnera a spol. uzemnilo, železo-60 bylo koncentrované ve vrstvě odpovídající rozsáhlému období mezi 3,2 a 1,7 miliony let, tedy zhruba konci období pliocénu a začátku období pleistocénu. To podle Wallnera a jeho spolupracovníků odpovídá představě několika blízkých explozí supernov, které zaburácely vesmírem těsně po sobě. Tedy těsně v astronomickém smyslu slova.

Dieter Breitschwerdt. Kredit: TU Berlin.

Nelze si nevšimnout, že „radioaktivní spad“ těchto supernov víceméně souvisí s obdobím, kdy se Země stále více a více ochlazovala a kdy se rozběhl cyklus ledových dob. Ochlazovalo se sice už dlouho předtím, nějaký vliv na pozemské poměry ale nejspíš nelze vyloučit. Zajímavé je i to, že badatelé objevili ještě jednu vrstvu s častějším železem-60. Ta pochází z doby před asi 8 miliony let, čili ke konci miocénu, kdy došlo ke změnám v tehdejších faunách.

O jaké supernovy šlo? Vědci odhadují, že explodovaly někde ve vzdálenosti do 300 světelných let. Bylo to tak blízko, že musely být viditelné během dne a zářily tak jasně, se že vyrovnaly Měsíci v úplňku. Země tehdy byla vystavena záplavě kosmického záření, jak je ale vidět, život na Zemi to přestál bez zásadní úhony. Ve skutečnosti ve fosilním záznamu z inkriminované doby nevidíme žádné dramatické vymírání. Expoze supernov rozprášily po širokém okolí těžké prvky a radioaktivní izotopy, a ty teď Wallnerův tým objevil v mořských sedimentech. Jedním z těchto izotopů je i železo-60, jehož poločas rozpadu činí 2,6 milionu let. To znamená, že pro události z období vzniku Země před 4,6 miliardami let ze železa-60 moc informací nedostaneme, s přelomem pliocénu a pleistocénu je to ale v tomto ohledu lepší.

Před pár miliony let jsme tu měli úžasné vesmírné ohňostroje. Kredit: Greg Stewart / SLAC National Accelerator Lab.

Přestože supernova je rozhodně monstrózní záležitost, i z blízké exploze supernovy se na Zemi dostane jenom zcela nepatrné množství železa-60. Wallner a spol. museli použít extrémně citlivé detekční techniky, aby se jim povedlo objevit atomy železa mezihvězdného původu. Jak říká Wallner, železo-60 z vesmíru je milion miliardkrát méně časté, než běžné pozemské železo.

Lokální bublina a Bublina Loop I. kolem hvězdy Antares. Kredit: NASA.

Wallnerův tým prozkoumal 120 vzorků ze dna oceánů, jejichž věk zahrnuje posledních 11 milionů let. Nejprve z nich museli extrahovat všechno železo, což bylo úmorné a časově náročné. Pak oddělili nepatrné množství železa-60 od běžného pozemského železa pomocí urychlovače Heavy-Ion Accelerator Australské národní univerzity. Zároveň s tím určili stáří zkoumaných vzorků pomocí radioaktivních izotopů berylia-10 a hliníku-26, které zpracovali urychlovačovou hmotnostní spektrometrií (accelerator mass spectrometry, AMS) na třech různých pracovištích. 

Výsledkem toho všeho je, že teď víme o dvou astronomicky velmi nedávných obdobích, kdy poblíž Sluneční soustavy explodovaly supernovy. Před 3,2 a 1,7 miliony let a před 8 miliony let. Podle druhého článku v časopisu Nature, za nímž stojí tým Technische Universität Berlin, dotyčné supernovy, jejichž čerstvý popel jsme teď našli u nás na Zemi, mohly explodovat ve stárnoucí hvězdokupě. Dieter Breitschwerdt a jeho kolegové mluví o 14 až 20 supernovách, které náležely do seskupení hvězd, jehož přeživší členové jsou dnes součástí hvězdné asociace Štír-Kentaur. Supernovy se podílely na vzniku takzvané Lokální bubliny (Local Bubble), oblaku horkého plynu o průměru cca 300 světelných let, v němž se nachází i Sluneční soustava. Při tom pomyšlení se do hlavy vtírá otázka, co všechno po těch supernovách vlastně zbylo? Železo-60 je fajn, toho se bát nemusíme. Ani Lokální bubliny. Znamená to ale také, že tu někde v okolí máme nenasytné černé díry?

Literatura
Australian National University 7. 4. 2016, Nature 532: 69-72, Nature 532: 73–76. Wikipedia (Local Bubble).