在早期科學家探索南極洲及太平洋、大西洋深海區域時，他們發現了一種不屬於地球的物質，即鐵的一種同位素——鐵60。
這種元素在月球樣本中也有發現。
然而，不論是在地球、月球還是在當前整個太陽系中，鐵60都不是本土產物。
這些外星物質是如何到達我們的太陽系，並最終出現在地球上的呢？
自從這一發現以來，天文學家們一直在探索這個謎題。
最近，2024年6月10日在【自然天文學】雜誌上發表的一篇研究提出了一個可能的解釋，解釋了這些鐵60是如何出現在地球上的。
鐵-60的形成過程
鐵60是鐵56的一個同位素，它比鐵56多出了四個中子。
這種元素的生成需要巨大的能量，例如恒星的爆炸，也就是超新星爆發的能量級別。
太陽系在其早期階段，可能包含了這種元素。
我們知道，太陽系是在一個星雲中形成的。
恒星是如何在星雲中形成的示意圖
星雲可能包含了前一代恒星爆炸後的物質。
因此，在太陽系形成時，可能已經包含了前代超新星爆發的物質——鐵60。
然而，這只是太陽系早期階段的情況。
由於鐵60是放射性元素，它不會長期存在，它從產生開始經過一段時間後，就會衰變成其他元素。
鐵60的半衰期大約為260萬年。
因此，即使太陽系初始階段就存在鐵60，但太陽系已經形成了約46億年。
這麽長時間後，太陽系初始階段的鐵60早已經衰變消失。
之後，太陽系內再也沒有形成這種元素的條件。
因此，我們今天在地球上發現的鐵60，只有一種可能：它來自太陽系外部。
那麽這些物質是如何到達太陽系的呢？
鐵-60的來源
我們之前提到，鐵60主要來源於超新星爆發。
所以，地球上發現的鐵60可能是附近的超新星爆發帶來的。
天文學家們此前也是這樣考慮的，但他們遇到了一些問題。
根據地球上的鐵60數據，天文學家追溯了它們可能出現的時間，得出結論：地球上的鐵60有兩個出現的高峰期，分別是200多萬年前和700多萬年前。
鐵-60出現的兩個高峰期
這表明，如果是超新星爆發，那麽它們應該是在這兩個時期發生的。
問題在於，鐵60屬於外來的星際物質，而太陽系被日球層的磁場所保護。
日球層的示意圖
因此，要使這些物質由超新星爆發帶到太陽系並達到可觀測的豐度，需要超新星距離太陽系非常近，大約是10秒差距，也就是大約32.6光年。
這樣的距離，地球肯定會受到巨大影響，甚至可能導致大規模的生物滅絕事件。
但這兩個時期，地球歷史上並沒有發生這樣的大事件。
因此，近距離超新星爆發的說法很難成立。
那麽這個謎題該如何解決呢？
最新的研究
2024年6月的研究提出了一個大膽的新思路，研究者從日球層的角度出發思考。
日球層是一個磁場泡，保護太陽系免受星際物質的侵襲，它能有效地阻擋來自星際空間的粒子進入太陽系。
那麽，有沒有可能這個保護我們的磁場泡在某段時間內不存在，從而使得並不太近的超新星物質侵襲了太陽系呢？
文章中的觀點是，日球層並未消失，而是發生了縮小。
日球層縮小的示意圖
它縮小到距離太陽大約只有0.22個天文單位的範圍，使太陽系內的八大行星暴露於星際空間中。
但，為什麽日球層會發生縮小呢？
研究者認為，因為我們的太陽系大約以每秒200多公裏的速度繞著銀河中心公轉。
在公轉途中，太陽系可能會遇到一些密集的分子雲。當太陽系穿過這些分子雲時，運動方向上的日球層，也就是日球層頂部，會被壓縮，而尾部則被拉長，日球層此時的形狀大概就像一個長長的彗星形狀。
頂部壓縮尾部拉長的日球層示意圖
天文學家也找到了一個疑似的分子雲，位於天貓座，這個分子雲正從我們這裏遠離，大約在200萬年前，太陽系經過那裏，導致了日球層的壓縮。
疑似經過的分子雲位置
目前，研究人員還在尋找700萬年前經過的分子雲，希望能解釋那時鐵60含量的增加。
太陽系公轉路徑的示意圖
因此，這些外星的鐵元素最終是如何到達我們這裏的呢？
作為一個熱衷於天文的科普創作者，我希望大家能繼續關註並支持此類研究。
