铁60破解宇宙爆发事件
作者： 阙晨晖大质量恒星一旦烧完自己的“燃料”，就会以超新星的形式爆发，其星核会坍缩成一颗致密（密度极大）的中子星或一个黑洞。与此同时，炽热的气体和尘埃以极高的速度从星核向外喷发，其中大部分会分散在一些恒星之间，随即又被膨胀的冲击波带走。这些尘埃和气体构成了这颗超新星的壳层。在向外扩张的过程中，这个壳层把其路径上的所有太空物质都收入囊中。经过成千上万年后，包括壳层在内的超新星残余直径扩张到好几十秒差距（天文学距离单位，1秒差距大约3.26光年），扩张速度越来越慢，直至停止扩张。
附近可能发生过
如果在地球附近发生这样的爆发，地球生物圈就会遭遇重创，引起像6600万年前小行星撞地球所致那样的大灭绝（恐龙及其他许多动物都是受害者）。考虑到太阳系已经形成了几十亿年之久，不能排除在地球附近发生过如此宇宙爆发事件的可能性。
然而，超新星只发生于质量超过太阳8倍甚至10倍的恒星。这样的恒星很少见。距离地球相对近的这种恒星之一是位于猎户座的参宿四（全天第十亮星，猎户座第二亮星），它与太阳系的距离大约为150秒差距。
两个“目击证人”
宇宙爆发事件过程，会产生许多新的原子，其中包括一些放射性原子。科学家对其中原子质量为60的放射性铁同位素——铁60尤其关注。经过在天文学意义上相对短的260万年后，就会有大约一半的铁60转变为稳定的镍同位素。因此，当45亿年前地球形成时出现在地球上的所有铁60如今都早已消失，毕竟时间已过去太久，铁60全都转化了。
铁60在地球上非常罕见，是因为在地球上自然产生的这种同位素本来就不多。但在超新星爆发之前，会产生大量的铁60。如果铁60如今出现在地球海底沉积物中，或出现在来自月面的物质中，它就很可能源自近在发生于地球附近的一颗超新星，或源自类似的宇宙爆发事件。
同样的情况也适用于原子质量为244的钚同位素。不过，钚244更可能由中子星相互碰撞、而非由超新星产生。因此，钚244是核合成重元素的一个指征。经过相对长的8000万年后，大约一半的钚244会转变为其他元素。所以，除了铁60之外，衰变速度缓慢的钚244也可作为在过去几百万年间宇宙爆发及新元素产生事件（统称天体物理事件）的指征。也就是说，这两种同位素都可作为地球附近天体物理事件的“证人”。
它们怎样来地球
对于这些重元素的形成条件、形成地点及形成的频繁程度，科学界尚有争议。科学家推测，钚244的形成也需要爆发性的事件，其产生条件与金或铂的产生条件相同。地球上有天然形成的金和铂，但今天它们都由稳定的原子组成。
铁60和钚244之类的同位素最初是怎样来到地球的？超新星喷发的铁60原子容易聚集在尘埃颗粒中。钚244也是如此，但它很可能在其他事件中产生，而被超新星扩张的壳层如数吸纳。科学家猜测，在距离太阳系超过10秒差距、但不超过150秒差距的地方发生宇宙爆发后，太阳风及太阳风层的磁场会阻止单个的原子到达地球，但包裹在尘埃颗粒中的铁60和钚244会飞到地球和月球。
数量稀少很难找
就算一颗超新星发生在距离太阳系不到10秒差距的地方，源自其壳层、最终落在地球上每平方厘米面积上的物质量也不到1微克。事实上，来到地球的铁60原子极少。在1克的海底沉积物样本中，可能只有几千个铁60原子，它们混迹于完全不计其数的超大量稳定的铁原子（原子质量为56）中。因此，要在其中找到铁60，比大海捞针还难。直到20多年前，就算是最灵敏的测量方法，在这方面也无能为力。
好在，如此极端的低浓度目前只可能通过加速器质谱来测定。因为世界各地的在建的加速器质谱装置设计不同，所以能在搜索源自超新星爆发的罕见同位素方面互为补充。
总算找到了一些
在罕见同位素的鉴定中，像天然产生的铁56这样的同位素可通过质量过滤器剔除。但天然产生的镍60（其质量与铁60相同）也会造成干扰。就算在对样本进行非常复杂的化学处理后，也必须采用多种核物理方法，在一台特殊的加速器中，把铁60从数量为其几十亿倍的“杂质”中分离出来。
最后，在一个持续好几小时的测量过程后，或许只能识别5个铁60原子。目前，能进行如此测量的设施还只有一个。
过去20多年来辨识的铁60原子总共也只有大约1000个。至于来自恒星际空间的钚244，其在地球上的浓度就连铁60的万分之一都不到。直到最近，才一共辨识了大约100个钚244原子。
继续寻找新样本
然而，只有一些样本适合调查。例如，来自地面的样本正在被地质过程迅速“稀释”。海底样本受干扰少，因此比较适合调查。科学家已开始继续寻找这方面的新样本。值得一提的是，月面样本更好，因为几乎未被破坏。
据报道，很快就会有新的设施加入对恒星际同位素的鉴定。与此同时，科学家将寻找更多可供鉴定的样本，有关方面也同意提供月面样本。这些样本将有助于科学家们更好地了解发生在地球附近的超新星爆发，以及了解重元素在星系中的各种形成过程。
科学家还特别指出，迄今已知的所有宇宙爆发事件距离地球都很远，所以我们大可不必杞人忧天。