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超大質量恒星就像巨大的元素鑄造工廠,原子核經過數百萬年的反應,逐漸形成質量較重的化學元素,在它們以超新星形式發生爆炸之後,這些化學元素進入宇宙空間。目前,最新研究表明,超新星爆發釋放的許多元素對于地球生命存活至關重要,并首次證實海洋遠古細菌以220萬年前超新星爆發的微粒為食。
德國慕尼黑工業大學的科學家重點研究一種嗜鐵細菌。這種特殊的微生物生活在海底沉積物中,它們以鐵元素為食,通過自身的新陳代謝後形成微小的氧化鐵晶體。
細菌“制造”的磁鐵晶體非常普遍,每個磁鐵晶體尺寸為80納米。這些鐵元素來自地球大氣層中的灰塵,最終落人海底。還有一種普遍的情況,這些鐵元素起源于一顆超新星,當超新星爆發時將產生猛烈的核聚變反應,元素隨意融合在一起,形成獨特、不穩定的放射性同位素。這是自然界唯一一種產生某些元素的方式,例如形成一種特殊的同位素鐵-60。
實際上,鐵-60僅存在于超新星爆發的殘骸中。在260萬年的半衰期中,任何地球上存在的鐵-60同位素都應形成于更久遠時期,因此地球上發現的其半衰期以內的鐵-60同位素,都來自于相對近期的一顆鄰近超新星。
慕尼黑工業大學的原子核天體物理學家肖恩·畢夏普及其同事分析了太平洋海底挖掘出來的沉積巖心,他們在這些樣本中發現化石細菌,并在化石細菌中找到鐵-60。研究發現,這些沉積層樣本的年代在330萬-170萬年前。他們研究每隔10萬年細菌化石樣本中提取的化學物質,分析當時產生的磁鐵晶體。然後在麥爾斯·萊布尼茲實驗室使用超敏感質譜儀進行測試,結果表明化石中存在著鐵-60同位素,提供了地球生命直接吞食鄰近超新星爆發殘骸物質的第一證據。
此外,細菌性鐵-60同位紊的年代可追溯至220萬年前,這與2004年一項研究證實的鄰近太陽系一顆超新星于220萬年前爆發相吻合。超新星爆發釋放的灰塵可能降落在地球表面。