研究我们银河系中元素起源的科学家对它们如何被运送到地球有了新的见解，这要归功于英国赫特福德大学和匈牙利天文学和地球科学研究中心(CSFK)的作者领导的一项新研究。

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除了了解我们的星球如何富含这些元素外，这些结果还可以帮助科学家发现太阳系外的哪些系外行星最有可能包含生命。

我们周围的许多元素要么是通过称为超新星的恒星爆炸产生的，要么是通过称为中子星的极其密集的物体的剧烈碰撞产生的。令科学家感到困惑的问题之一是，这些重元素是如何到达地球上的，特别是来自不同地方的元素似乎如何同时到达我们的星球。

利用复杂的计算机模型对元素在太空中的旅程，科学家们现在发现，中子星碰撞中产生的重元素可以在我们银河系和地球上的其他超新星的冲击波上“冲浪”。

这个谜团于2021年首次提出，当时在深海岩石中发现的放射性同位素为研究其起源的科学家揭示了一个惊喜。同位素并非起源于我们的太阳系内部，而是起源于银河系其他地方的恒星爆炸。一些检测到的同位素在研究界尤其引人注目，因为它们的生产地点非常不同。

具体来说，科学家发现了锰-53(与白矮星爆炸有关);铁-60(在核心坍缩超新星中产生);钚-244(通常只能通过合并两个称为中子星的极端物体来产生)位于深海岩石样本中类似深度的层中。

为了到达地球，这些同位素会在过去几百万年的某个时候从天而降。由于深海沉积物随着时间的推移逐层积累形成岩石，研究人员对这三种同位素非常困惑，这三种同位素起源于不同类型的恒星爆炸，是在相似深度的岩层中发现的。在相似的深度找到它们意味着它们一定是一起到达地球的，即使它们的起源地是如此不同。

为了了解这些同位素如何一起到达地球，由英国赫特福德大学的Benjamin Wehmeyer博士和匈牙利CSFK领导的一个团队使用计算机模型来模拟同位素如何从他们的银河系生产基地在整个太空中传播。

研究发现，不同天体物理地点的喷射内容 - 从碰撞的中子星到爆炸的白矮星 - 在银河系中被更频繁的核心坍缩超新星的冲击波推动。这些超新星是大质量恒星核心的爆炸，比两颗中子星合并或白矮星爆炸引发的爆炸要常见得多。

Wehmeyer博士和他的团队观察到，同位素在产生后，可以在这些超新星的冲击波上“冲浪”。这意味着在不同地点产生的同位素最终可能会在核心坍缩超新星爆炸的冲击波边缘一起传播。其中一些被扫过的物质最终会进入地球，这可以解释为什么这些同位素一起在类似的深海岩石层中被发现。

主要作者Wehmeyer博士解释说：“我们的同事从海底挖出岩石样本，溶解它们，将它们放入加速器中，并逐层检查其成分的变化。使用我们的计算机模型，我们能够解释他们的数据，以找出原子在整个银河系中的确切移动方式。

“这是向前迈出的非常重要的一步，因为它不仅向我们展示了同位素如何在银河系中传播，而且还向我们展示了它们如何在系外行星上变得丰富 - 即我们太阳系以外的行星。这是非常令人兴奋的，因为同位素丰度是决定系外行星是否能够容纳液态水的重要因素 - 这是生命的关键。在未来，这可能有助于确定我们银河系中可以找到宜居系外行星的区域。

赫特福德大学天体物理学教授、该研究的合著者Chiaki Kobayashi博士补充说：“多年来，我一直在研究元素周期表中稳定元素的起源，但我很高兴能在这篇文章中取得放射性同位素的结果。它们的丰度可以通过太空中的伽马射线望远镜以及挖掘地球水下的岩石来测量。

“通过将这些测量结果与本杰明的模型进行比较，我们可以了解太阳系的组成如何以及从何而来。