太平洋是地球上最大最深的海洋，其面積占到地表的三分之一，平均深度達到了3970米，很多區域都是人類未曾探測過的。根據《科學》（Science）雜志刊載的一項新研究[1]，在太平洋下方1600米（約1英里）的巖石中，科學家發現了630萬年前不該有的東西——鐵-60（Fe-60）和钚-244（Pu-244），它們都不是來自于地球。
鐵是地球上非常豐富的元素，在地殼元素占比中位列第四（4.75%），地球中心還是一個大鐵球，但為什么這次發現的鐵-60不是來自于地球上的呢？钚-244又有什么特別之處呢？
目前，元素周期表中已經有118元素，其中94種元素存在于自然界中，其他元素則是通過人工合成出來的。那么，地球上本來就存在的元素是來自于哪里呢？
自然元素在地球誕生之初就已經存在了，其中1號元素氫、2號元素氦和3號元素鋰是來自于138億年前的宇宙大爆炸，28號元素鎳及其之前的其他元素主要來自于恒星內部的核聚變反應，另外更重的元素則是來自于超新星這樣的宇宙高能事件。這些元素構成了地球上的萬物，也包括人類，所以我們從某種意義上來說皆為星塵。
鐵是26號元素，大質量恒星的核聚變反應終點，它們的出現會打破恒星內部的流體靜力學平衡，從而引爆超新星。鐵原子核中存在不同數量的中子，其同位素多達34種，但只有四種是穩定的，其中最多的是鐵-56。
鐵-60的原子核比鐵-56多出了4個中子，這使其變得很不穩定，非常容易發生衰變，半衰期只有260萬年。地球形成至今已經長達45億年，如果地球誕生之初就有鐵-60，那么，它們早就在地球漫長的歷史長河中衰變完了。如果在自然界中發現鐵-60，它們必定是在不久的過去才來到地球上。
另一方面，94號元素钚是一種超鈾元素，它們是天然存在最重的元素。其同位素之一的钚-244半衰期為8000萬年，這意味著它們也早已在地球上衰變殆盡。如果地球上現在還有钚-244，它們一定是來自于天外。
此次鐵-60和钚-244的發現得益于日本一家石油勘探公司，他們當時在太平洋一處海底進行鉆探，挖到了地殼下面1.6公里深的巖石。經過科學家的鑒定，確認發現了鐵-60和钚-244。但數量極其稀少，就連毫克都沒法論，僅有幾百個原子。
盡管如此，這個發現仍然讓科學家感到激動。這兩種罕見放射性元素的發現，意味著它們都是外星物質。那么，它們究竟來自宇宙中的哪里呢？
這兩種元素的來源并不簡單，它們都是起源于一種驚人的宇宙災難事件——超新星爆發。雖然太陽內部也在進行核聚變反應，但對于太陽這樣的中低質量恒星，沒有能力合成出鐵這樣的重元素。只有質量高于太陽8倍的大質量恒星，最終才會合成出鐵。這些大質量恒星最后會爆發成超新星，瞬間釋放出太陽一生所能產生的巨大能量，由此繼續合成更重的元素。
天文學家推測，大約630萬年前，距離地球大約250光年的地方出現了超新星爆發，該超新星合成出了大量的重元素。隨著爆炸的沖擊波，這些重元素被散播到宇宙各處，其中一些來到地球上，并在太平洋底部不斷沉積。當時，這顆超新星極其明亮，如果那時地球上有人類，他們在白天直接用肉眼就能看到它。
此外，先前發現1.3億光年外兩顆中子星的碰撞事件表明，這種比超新星更劇烈的宇宙事件也會合成出重元素，钚-244這樣的超鈾元素可能主要來自于此。
但不管怎樣，這項發現再一次提醒，我們都曾是上一代大質量恒星的一部分，我們都是來自星塵。
參考文獻
[1] A. Wallner, M. B. Froehlich, M. A. C. Hotchkis, et al. 60Fe and 244Pu deposited on Earth constrain the r-process yields of recent nearby supernovae, Science, 2021, 372, 742-745.
