رسوبات کف دریا می‌تواند در برگیرنده‌ی آهن رادیواکتیوی باشد که یک ابرنواختر حدود ۲.۲ میلیون سال قبل به فضا پرتاب کرده است و توسط باکتری‌های آهن‌دوست خورده شده است. در صورت تایید این موضوع، «ردهای آهن» اولین امضاهای بیولوژیک انفجار ستاره‌ای خواهند بود.

این نتایج اولیه‌ی تحقیق شاون بیشاپ٫ فیزیک پیشه‌ای از دانشگاه فنی مونیخ در آلمان است. این تحقیق در ۱۴ آوریل در نشست انجمن فیزیک آمریکا در کلورادو گزارش شده است. در سال ۲۰۰۴ میلادی دانشمندان گزارش دادند که ایزوتوپ آهن۶۰ را در لایه‌هایی در کف اقیانوس آرام یافته اند [1]. این ایزوتوپ در منظومه‌ی شمشی ساخته نشده است و باید در یک ابرنواختر در همسایگی کیهانی زمین ساخته شده باشد. عمقی که در آن آهن ۶۰ یافته شد نشان داد که ابرنواختر باید حدود ۲.۸ میلیون سال پیش روی داده باشد. غلظت آهن ۶۰ سازگار با انفجار ابرنواختری در فاصله‌ی چند ده پارسکی از زمین است. بیشاپ سوالی جالب از خودش پرسید: آیا علامتهای این انفجار ابراختری را می‌توان در فسیل‌ها یافت؟ [2‌] باکتری‌هایی طبیعی وجود دارند که آهن را از محیط اطرافشان جمع می‌کنند و کریستال‌های آهن‌ربایی‌ای از مرتبه‌ی صدنانومتر در بدن خود می سازند. میکروب‌ها از این آهن‌رباهای کوچک استفاده می‌کنند تا خودشان را هم‌راستا با میدان مغناطیسی‌ زمین کنند و ساده‌تر به محیطی خوش‌تر نقل مکان کنند. این باکتری‌های magnetotactic در رسوبات کف دریا زندگی می‌کنند. این باکتری‌ها میلیون‌ها سال پیش هم وجود داشته‌اند.

بیشاپ و همکارانش رسوباتی از کف اقیانوس آرام استوایی شرقی که مربوط به ۱.۷ میلیون سال تا ۳.۳ میلیون سال پیش بود جمع‌آوری کردند. سپس این رسوبات را به بازه‌های زمانی حدود صد هزار ساله تقسیم کردند. با ترفندی شیمیایی آهن درون فسیل‌ها را استخراج کردند. در ترفند استفاده شده آهن غیر بیولوژیک – آهنی که در رسوبات دیگر هست – استخراج نمی‌شود. سپس با استفاده از دستگاه طیف‌سنجی جرمی به جستجوی آهن ۶۰ پرداختند. آهن ۶۰ با غلظتی بسیار پایین در برخی نمونه‌هایشان وجود داشت. این غلظت ناچیز تنها در لایه‌هایی با عمر حدود ۲.۲ میلیون وجود داشت.

احتمالا این آهن ۶۰ باقی‌مانده رشته‌های مغناطیسی حاوی Fe3O4 ساخته شده درون باکتری‌ها در زمانی است که زمین توسط ابرنواختر بمباران می‌شده است؛ به عبارتی آهن ۶۰ از ابرنواختری به بیرون پرتاپ شده است. این آهن فضای بین ستاره‌ای را تقریبا با سرعت نور پیموده است و به زمین رسیده است. وارد اتمسفر زمین و سپس دریا شده است. بعد باکتری‌ها آن را خورده اند. کسی نمی‌داند کدام ستاره حدود ۲.۲ میلیون سال پیش منفجر شده است. مقاله‌ای اشاره می‌کند که ابرنواختر مضنون در مجموعه ستاره‌ای Scorpius–Centaurus در فاصله‌ی ۴۲۴ سال نوری از زمین است [3]. بیشاپ و تیمش اکنون روی رسوباتی که از جایی دیگر از اقیانوس آرام استخراج کرده‌اند همین پژوهش را تکرار می‌کنند تا بفهمند آیا سیگنال آهن ۶۰ را می‌توان در آنجا هم یافت یا نه؟

نویسنده: آقای دکتر قاسم اکسیری فرد

منبع: http://www.nature.com/news/supernova-left-its-mark-in-ancient-bacteria-1.12797

مراجع:

[1] Knie, K. et al. Phys. Rev. Lett. 93, 171103 2004.
[2] Bishop, S. Egli, R. Icarus 212, 960–962 2011.
[3] Benitez, N., Maíz-Apellániz, J. and Canelles, M. Phys. Rev. Lett. 88, 081101 2002.