Các nhà khoa học cho biết Trái Đất đã liên tục hứng bụi phóng xạ từ ngoài Hệ Mặt Trời trong hàng nghìn năm qua khi Hệ Mặt Trời di chuyển qua một đám mây khí và bụi giữa các vì sao trong Dải Ngân hà.
Phát hiện được đưa ra sau khi nhóm nghiên cứu quốc tế phân tích các lõi băng tại Nam Cực và tìm thấy dấu vết của sắt-60 — một đồng vị phóng xạ chỉ được tạo ra trong lõi các ngôi sao khối lượng lớn và phát tán ra không gian sau các vụ nổ siêu tân tinh.
Nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Dominik Koll và giáo sư Anton Wallner tại Trung tâm Helmholtz Dresden-Rossendorf (Đức) dẫn đầu đã phân tích các mẫu băng thuộc dự án khoan EPICA tại Nam Cực, có niên đại từ 40.000 đến 80.000 năm trước.
Kết quả cho thấy tín hiệu sắt-60 xuất hiện rõ ràng trong các mẫu băng và thay đổi theo thời gian. Trong giai đoạn từ 40.000 đến 80.000 năm trước, lượng sắt-60 rơi xuống Trái Đất thấp hơn so với các mẫu gần đây hơn, cho thấy Hệ Mặt Trời khi đó đi qua vùng ít đặc hơn của đám mây trước khi tiến vào khu vực dày đặc hơn hiện nay.
Các nhà khoa học cho rằng nguồn gốc của lượng sắt này là Đám mây Liên sao Cục bộ, một vùng khí và bụi rộng lớn mà Hệ Mặt Trời hiện đang đi qua. Đám mây này được cho là lưu giữ sắt-60 từ các vụ nổ siêu tân tinh trong quá khứ và liên tục phát tán xuống Trái Đất dưới dạng bụi.
Phát hiện mới giúp giải thích một bí ẩn trước đó khi các nhà nghiên cứu tìm thấy sắt-60 trong lớp tuyết bề mặt tại Nam Cực có tuổi chưa đến 20 năm, dù không ghi nhận vụ nổ sao gần nào gần đây để tạo ra lượng vật chất này.
Sắt-60 có chu kỳ bán rã khoảng 2,6 triệu năm. Theo các nhà khoa học, toàn bộ lượng sắt-60 tồn tại từ khi Hệ Mặt Trời hình thành cách đây khoảng 4,5 tỷ năm đã phân rã hoàn toàn, đồng nghĩa bất kỳ nguyên tử nào được tìm thấy trên Trái Đất hiện nay đều phải đến từ ngoài hành tinh.
Trước đó, giới khoa học từng xác định Hệ Mặt Trời đã ít nhất hai lần đi qua các đợt bụi sắt-60 từ những vụ nổ siêu tân tinh gần đó hàng triệu năm trước, với dấu vết được tìm thấy trong trầm tích đáy biển sâu và đá trên Mặt Trăng.
Để thực hiện nghiên cứu mới, nhóm khoa học đã vận chuyển khoảng 300 kg băng từ Nam Cực đến Dresden (Đức), xử lý hóa học qua nhiều công đoạn và cuối cùng chỉ thu được vài trăm miligam bụi để tìm kiếm các nguyên tử sắt-60.
“Điều này giống như tìm một cây kim trong 50.000 sân bóng chứa đầy cỏ khô tới tận mái,” Annabel Rolofs từ Đại học Bonn cho biết.
Các nhà nghiên cứu cho biết Hệ Mặt Trời sẽ rời khỏi Đám mây Liên sao Cục bộ trong vài nghìn năm tới. Trong thời gian tới, họ dự kiến phân tích các lớp băng cổ hơn để nghiên cứu giai đoạn trước khi “cơn mưa bụi sao” này bắt đầu.
Sơ đồ các ngôi sao xung quanh và minh họa Đám mây Liên sao Cục bộ. Ảnh: Kevin Jardine
Mẫu lõi băng được lấy từ hoạt động khoan. Ảnh: Lonnie Thompson.
