Kada su Sjedinjene Države bacile dve atomske bombe na Hirošimu u avgustu 1945. godine, japanski grad je bio zahvaćen razornom vatrenom loptom koja je ubila oko 140.000 ljudi i isparila zemlju i infrastrukturu.
Sedamdeset godina kasnije, naučnici su otkrili ostatke otpada od nuklearne eksplozije u obliku staklenih sfera razbacanih duž plaže Motoujina, malog ostrva u zalivu Hirošima. Beton i čelik koji su nekada sačinjavali zgrade Hirošime bili su razmućeni i zapaljeni na ekstremnoj vrućini, predložili su naučnici, pre nego što su se ohladili i pali nazad na Zemlju kao zaobljene perle nalik staklu.
Sada je nova analiza tih takozvanih Hirošimskih naočara otkrila kako su se formirale: kondenzacijom unutar nuklearne vatrene lopte.
Hemijski i izotopski sastav naočara, koji je analizirao astrohemičar Nathan Asset sa Paris Cite univerziteta i kolege, takođe pokazuje sličnosti sa primitivnim meteoritima zvanim hondriti, koji su nastali od međuzvezdane prašine i maglinskog gasa u ranom Sunčevom sistemu.
„Formiranje naočara Hirošime kondenzacijom implicira da bi one mogle biti analogne prvim kondenzatima u Sunčevom sistemu“, pišu istraživači u svom radu.
Ovi prvi kondenzati, ili čvrste materije, takođe poznate kao inkluzije bogate kalcijumom-aluminijumom (CAI), takođe sadrže mnogo izotopa kiseonika-16 (16 O), ‘lakši’ oblik kiseonika sa manje neutrona od težih varijanti.
Naučnici smatraju da su ovi izotopi 16 O možda nastali prodiranjem UV zraka u međuzvezdani oblak prašine i gasa iz kojeg su se formirali prvi hondriti našeg prvobitnog Sunčevog sistema, ili su mogli biti proizvedeni posebnim mehanizmima kada se ispareni materijal kondenzovao u tečnost pre daljeg očvršćavanja.
Samo nekoliko laboratorijskih eksperimenata je testiralo ovo drugo objašnjenje, tako da bi proučavanje ostataka eksplozija u Hirošimi moglo da pruži nove uvide, zaključili su Asset i njegove kolege.
Tim je analizirao uzorke koje su 2015. prikupili penzionisani geolog Mario Vanier i njegov tim sa peščanih plaža zaliva Hirošima.
Analizirajući 94 komada nuklearnog otpada, Asset i njegove kolege su identifikovali četiri različita tipa stakla iz Hirošime: melilit, anortozit, soda-kreč i silicijum dioksid.
Hemijski, staklo od silicijum dioksida izgledalo je isto kao zrnca kvarcnog peska koje možete naći na bilo kojoj plaži, a natrijum-kreč staklo je podsećalo na industrijski napravljeno staklo. Međutim, sve četiri vrste stakla iz Hirošime imale su „veoma neobične“ sastave izotopa kiseonika i silicijuma, što je istraživačima dalo novi način da prouče kako su se oni eventualno formirali.
Da bi bolje pogledao, tim je pokrenuo simulacije rekonstruišući hemijski sastav i fizičke uslove nuklearne eksplozije iz prethodnih istraživanja, koristeći te grube procene za modeliranje mogućih procesa kondenzacije unutar vatrene lopte u Hirošimi.
Prethodno istraživanje je procenilo da je bomba iz Hirošime eksplodirala 580 metara iznad grada, previše daleko od površine da bi ostavila krater. Ipak, temperature su bile tako intenzivne – dostizale su 10 miliona stepeni Celzijusa unutar same vatrene lopte i procenjenih 6.287 °C (11.349 °F) na tlu – da su isparile građevinski materijal za nekoliko sekundi.
Simulacije tima su otkrile kako su se melilitične tečnosti prvo kondenzovale iz oblaka gasa, u procesu poznatom kao frakcionisana kondenzacija, a zatim su usledile anortozitne, soda-kreč i silicijumske tečnosti. Ove kapljice su zatim ugašene u čašama kada su bile izložene temperaturama između 1.800 i 1.400 °C u zavisnosti od njihovog sastava.
„Melilitičke čaše su prva tečnost koja se kondenzuje i poslednja gasi, tako da su one koje mogu najviše da stupe u interakciju sa materijalima u vatrenoj kugli“, objašnjavaju Asset i kolege. „Ovo bi moglo objasniti zašto se većina inkluzija nalazi u ovoj vrsti stakla.“
Dok su istraživači takođe zaintrigirani perspektivom da zavire u rani Sunčev sistem kroz naočare iz Hirošime, oni priznaju da se pritisak, temperature i mešavine gasova u velikoj meri razlikuju između vatrene lopte Hirošime i solarnog akrecionog diska, gde su se prvo formirali hondriti.
„Uprkos svim ovim razlikama, sličnosti između naočara iz Hirošime i CAIs-a mogu ukazivati na sličan proces, odnosno hemijske reakcije tokom kondenzacije, da bi se objasnilo njihovo slično obogaćivanje 16 O“, zaključuje tim.
