Butiran atom plutonium radioaktif yang tersembunyi di dasar laut mungkin berasal dari bencana kosmik lebih dari 100 juta tahun lalu.

Lebih menarik lagi, debu bintang itu tampaknya masih turun ke planet kita sampai sekarang—sisa-sisa dari peristiwa purba yang kemungkinan besar adalah tabrakan dua bintang neutron.

Tabrakan semacam itu memicu ledakan dahsyat yang disebut kilonova, yang menciptakan beberapa elemen terberat dan paling berharga di alam semesta.

Ini bukan kali pertama ilmuwan menduga kilonova sebagai penyebab tanda-tanda elemen aneh yang ditemukan di dasar laut.

Tapi temuan terbaru yang dipimpin fisikawan Dominik Koll dari Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf di Jerman ini bisa membantu memastikan kapan peristiwa itu terjadi, sekaligus memberi gambaran tentang lautan galaksi yang terus berubah dan telah dilalui planet kita selama ribuan milenium.

“Hasil kami menunjukkan bahwa plutonium itu berasal dari ledakan kosmik yang sangat langka, seperti yang terjadi saat dua bintang neutron bergabung atau dalam supernova yang sangat energetik,” kata fisikawan Anton Wallner dari Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf.

“Sejak saat itu, materialnya menyebar ke seluruh medium antarbintang.”

Plutonium adalah salah satu elemen alami terberat di alam semesta, dan radioisotop yang relevan dengan riset baru ini—plutonium-244—diperkirakan hanya terbentuk dalam peristiwa kosmik langka yang mampu membanjiri atom dengan neutron.

Dalam proses penangkapan neutron cepat atau yang disebut proses-r, inti atom dengan cepat menyerap neutron dan bertambah berat, menciptakan elemen-elemen terberat di alam semesta. Salah satu kandidat lokasi utama proses ini adalah kilonova, ledakan yang dihasilkan saat dua bintang neutron bertabrakan.

Jadi, plutonium-244 alami apa pun yang ditemukan di Bumi saat ini diyakini berasal dari luar angkasa.

Masalahnya, plutonium-244 hanya punya waktu paruh sekitar 81 juta tahun. Artinya, plutonium primordial yang sudah menjadi bagian Bumi sejak Tata Surya terbentuk seharusnya sudah lama meluruh habis.

Salah satu tempat penyimpanan catatan kosmik itu adalah kerak ferromanganese yang ditemukan di beberapa bagian dasar laut. Kerak ini tumbuh lambat, milimeter demi milimeter, menumpuk selama jutaan tahun, dan setiap lapisannya menyimpan cuplikan lingkungan pada masa itu.

Intinya, kerak ini seperti rekaman partikel yang mengendap di dasar laut. Ilmuwan menggunakannya untuk membaca lingkungan ruang angkasa di sekitar planet kita di masa lalu.

Sebelumnya, astronom menafsirkan keberadaan plutonium-244 di sebagian kerak ferromanganese sebagai bukti ledakan proses-r sekitar 3,5 juta tahun lalu.

Mereka sampai pada garis waktu itu dengan memperkirakan seberapa jauh ledakan mungkin terjadi, dan berapa lama material semburannya mencapai Bumi, berdasarkan jumlah plutonium yang ditemukan di kerak.

Koll dan rekan-rekannya mengambil pendekatan berbeda.

Alih-alih menghitung mundur dari jumlah plutonium-244, mereka mencari tanda-tanda isotop radioaktif lain yang seharusnya terbentuk bersama plutonium dalam ledakan proses-r—yaitu curium-247, yang punya waktu paruh 16 juta tahun.

Menggunakan bagian kerak ferromanganese yang diambil dari kedalaman 4.830 meter di bawah Samudra Pasifik pada 1976, para peneliti melakukan survei, mencari plutonium-244, curium-247, dan radioisotop besi, iron-60, yang juga berasal dari kosmos.

Iron-60 punya waktu paruh hanya 2,6 juta tahun. Kehadirannya di sampel sebelumnya ditafsirkan sebagai bukti puing-puing dari peristiwa supernova yang lebih baru—tepatnya, dua supernova yang diperkirakan terjadi sekitar 2,5 dan 7 juta tahun lalu.

“Iron-60 adalah sidik jari yang jelas dari supernova biasa, jadi kami mencari iron-60 dan plutonium-244 sekaligus lalu membandingkan jejaknya,” jelas Koll.

Jika plutonium-244 dihasilkan dalam peristiwa yang relatif baru, seharusnya jejak curium-247 masih ada di dalam kerak.

Tapi mereka tak menemukan bukti yang meyakinkan soal itu.

Ini menunjukkan bahwa plutonium-244 tidak dihasilkan oleh supernova yang sama yang menghasilkan iron-60.

Sebaliknya, plutonium itu sepertinya berasal dari peristiwa proses-r yang jauh lebih tua, yang puing-puingnya sudah lama menyebar ke seluruh ruang antarbintang. Curium-247 yang dihasilkan bersamaan dengannya kemungkinan sudah meluruh, sementara sebagian plutonium-244 masih tersisa karena meluruh jauh lebih lambat.

“Tidak adanya radioisotop curium-247, yang juga dihasilkan dalam ledakan itu, memberi tahu kita bahwa peristiwanya terjadi sudah sangat lama,” kata fisikawan Michael Hotchkis dari Australian Nuclear Science and Technology Organisation.

“Tapi tidak lebih dari sekitar 1 miliar tahun lalu—kalau tidak, plutonium-244 juga sudah tidak akan terdeteksi.”

Meskipun kita tidak bisa tahu persis jenis ledakan apa yang menghasilkan plutonium-244 itu, para peneliti meyakini bahwa sumbernya kemungkinan besar adalah peristiwa proses-r langka yang sangat tua, dengan kilonova sebagai kandidat utamanya, dan itu terjadi lebih dari 100 juta tahun lalu.

Dan sekarang Bumi sedang melintasi puing-puing yang ditinggalkannya.

Artikel terkait: Stardust Terperangkap di Es Antartika Mengungkap Perjalanan Bumi Melalui Kosmos

Ledakan itu kemungkinan tidak terlalu dekat dengan Bumi saat terjadi.

Tapi jejak seperti ini memberi ilmuwan cara untuk memahami sejarah ledakan di Bima Sakti dan perjalanan Tata Surya melalui kosmos.

Ini juga bisa membantu kita sedikit lebih mengerti sejarah Bumi—dari mana logam berat di planet kita berasal, dan peran ledakan masa lalu dalam evolusi planet kita.

“Apakah peristiwa ini memengaruhi kehidupan di Bumi?” Hotchkis berujar.

“Itu pertanyaan yang masih terbuka, untuk diteliti lebih lanjut.”

Temuan ini telah dipublikasikan di Nature Astronomy.

(KoranPost)

Sumber: www.sciencealert.com
https://www.sciencealert.com/radioactive-stardust-from-an-ancient-cosmic-blast-is-still-raining-on-earth