深海下地壳中嵌入的稀有放射性元素钚为恒星中重金属的形成提供了新的线索。

　　这项新研究发现，被称为钚-244的同位素可能与铁-60一起到达地球，铁-60是一种已知在超新星中形成的较轻金属，爆炸是在许多类型恒星的死亡喉咙中发生的。这一发现表明，超新星可能同时产生两种重金属，尽管其他事件（例如中子星的合并）可能至少是钚-244的一部分。

　　澳大利亚国立大学核物理学家安东·沃尔纳和德国研究中心亥姆霍兹中心德累斯顿-罗森多夫说，了解重元素的形成是物理学中最迫切的三个问题之一。通过一个相当容易理解的聚变过程，比铁重一半的元素积聚在恒星的心中。但是，另一半需要形成高密度的自由中子。这意味着它们必须比典型的恒星核（也许是超新星）或诸如中子星合并或黑洞与中子星碰撞之类的大规模事件更具爆炸性的环境中形成。

　　沃纳与日本，澳大利亚和欧洲的合作者一起，对发现他是否可以发现地球上这些天体事件的指纹感兴趣。有一些重金属的放射性版本不是地球上自然发生的。特别是，研究人员正在寻找钚-244，一种半衰期为8060万年的钚的变体。这意味着放射性衰变需要8060万年才能吃掉最初产生的钚的一半。任何最初在地球形成过程中存在的钚-244都已经衰变很久了，所以研究人员可以找到的任何原子都必须来自外星。

　　“我们能在地球上找到钚244吗？” 沃纳说。“我们知道它来自太空。”

　　为了寻找这些稀有原子，研究人员转向了位于太平洋下方近5,000英尺（1,500米）处的地壳样本。这些岩石形成得如此缓慢，以至于一毫米的地壳记录了400,000年的历史，Wallner告诉Live Science。样本涵盖了过去的一千万年。

　　研究人员然后探测样本中的铁-60(超新星中形成的铁的外星版本)和钚-244。他们两个都找到了。

　　Wallner说，找到铁-60也就不足为奇了，因为先前的研究已经显示出深海沉积物和地壳中铁-60的含量会随时间波动。这些发现证实了研究人员先前的怀疑：铁-60含量增加了两次，一次发生在420万至5500万年前之间，另一次发生在700万年前。沃纳说，这些金属的涌入可能是由于两个相当近的超新星的结果。

　　他说：“当时发生并产生60号铁的超新星一定是壮观的。” “它的亮度（亮度）一定类似于满月，所以即使在白天也可以看到它。”

　　过去，研究人员没有足够灵敏的方法来精确计算散落在地壳中的钚-244的极稀有原子。但是在新的研究中，他们使用了最先进的技术和方法。这种外星钚到达地球的时间有点难以确定，因为研究人员必须搜索对应于300万到500万年历史的地壳层。然而，钚-244的流入确实与铁-60的流入相关。

　　“钚-244和铁-60的比例似乎是恒定的，”沃勒说。这表明两者可能来自一个共同的起源。

　　尽管钚-244和铁-60的协同到达表明两者都可能来自超新星，但仍存在许多问题。沃勒说，试图模拟超新星内部元素形成的计算机模型很难产生重元素形成。在新的研究中发现的铁-60与钚-244的比例表明，在恒星爆炸后，钚-244将比铁-60少得多，可能只是形成的总元素的一小部分

　　沃勒指出，也有可能在深海地壳中发现的钚-244原子根本不是来自超新星。钚-244可能是在更早的事件中形成的，当一股铁-60呼啸而过，推动较重的钚-244时，它可能漫无目的地漂浮在深空中。在这种情况下，两种元素会同时到达地球，但是钚-244会老得多。

　　例如，如果钚-244与半衰期短得多的元素一起被发现，这将表明两者都更年轻、更新鲜。这也表明超新星产生的钚-244的数量较低，更多的钚-244可能来自其他事件，如中子星合并。

　　该研究小组已经在研究一块地壳，其厚度是本研究中的十倍。拥有更大的地壳将使研究人员能够扩大对钚-244原子的搜索，并获得更精确的时间表，以了解这些原子何时到达地球。

　　沃纳说：“令人着迷的是，您发现大约6或10个原子，这些原子最终可以从地球而不是从太空中识别出来，然后您可以得到一些提示，说明它是在哪里产生的，以及何时产生的。”

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