Hé lộ bí ẩn bị chôn vùi dưới lớp băng Nam Cực hàng chục nghìn năm

Một phần lõi băng được lấy từ Nam Cực. Ảnh: Viện Alfred Wegener/Esther Horvath.

Trái Đất và Hệ Mặt Trời không đứng yên trong vũ trụ mà đang cùng chuyển động quanh trung tâm Dải Ngân Hà, trong một hành trình kéo dài hàng triệu năm.

Dù rất khó xác định Hệ Mặt Trời từng đi qua những khu vực nào trong không gian, các nhà khoa học vừa tìm được một manh mối bất ngờ nằm sâu trong lớp băng Nam Cực.

Trong nhiều thập kỷ qua, băng Nam Cực được xem như kho lưu trữ lịch sử của Trái Đất. Các lớp băng hình thành từ tuyết rơi tích tụ suốt khoảng 35 triệu năm đã giữ lại những hạt vật chất trong khí quyển, tạo thành một viên nang thời gian, giúp giới khoa học nghiên cứu môi trường và khí hậu cổ đại.

Nhóm nghiên cứu do nhà vật lý thiên văn hạt nhân Dominik Koll thuộc Trung tâm Helmholtz Dresden-Rossendorf (Đức) dẫn đầu đã phát hiện các đồng vị sắt hiếm mang tên 60Fe trong những lõi băng cổ, có niên đại từ 40.000-81.000 năm. Theo các nhà khoa học, đây có thể là dấu vết còn sót lại từ bụi siêu tân tinh - tàn dư của những ngôi sao đã phát nổ từ rất lâu trong vũ trụ.

Năm 2019, nhóm của Koll từng phát hiện dấu vết 60Fe trong tuyết mới rơi ở Nam Cực. Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn, họ phân tích 295 kg lõi băng thuộc dự án Khoan lõi băng châu Âu tại Nam Cực (EPICA), làm tan băng, tách vật chất còn lại và đếm số nguyên tử 60Fe thu được.

60Fe là đồng vị đặc biệt vì chỉ hình thành trong những điều kiện cực đoan như các vụ nổ siêu tân tinh. Do chu kỳ bán rã của nó chỉ khoảng 2,6 triệu năm, mọi lượng 60Fe tồn tại từ thời Trái Đất hình thành cách đây 4,5 tỷ năm đều đã biến mất. Điều này đồng nghĩa lượng 60Fe được tìm thấy ngày nay gần như chắc chắn có nguồn gốc từ ngoài không gian.

Tinh vân Con Cua là tàn tích còn lại của một ngôi sao đã phát nổ khoảng 1.000 năm trước. Ảnh: NASA, ESA, J. Hester và A. Loll/Đại học bang Arizona.

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ 60Fe trong băng Nam Cực cao hơn mức có thể được tạo ra bởi tia vũ trụ va chạm với Trái Đất, củng cố giả thuyết rằng Hệ Mặt Trời từng đi qua một đám mây liên sao chứa bụi siêu tân tinh.

Đáng chú ý, lượng 60Fe trong lớp băng hàng chục nghìn năm trước thấp hơn nhiều so với lượng phát hiện trong tuyết hiện đại. Theo các nhà khoa học, điều này có thể liên quan đến việc Hệ Mặt Trời đang di chuyển trong đám mây liên sao cục bộ - khu vực chứa khí, bụi và plasma được cho là hình thành từ hoạt động siêu tân tinh.

Phát hiện mới cho thấy lớp băng Nam Cực giống như hộp đen lưu giữ hành trình của Trái Đất trong không gian suốt ít nhất 80.000 năm. Dữ liệu cũng cho thấy Hệ Mặt Trời có thể đã đi từ vùng bụi thưa sang khu vực dày đặc hơn của đám mây liên sao - nơi chúng ta vẫn đang hiện diện ngày nay.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học Physical Review Letters.