Kada su Sjedinjene Američke Države bacile atomsku bombu na Hiroshimu u kolovozu 1945., japanski grad bio je zahvaćen razornom vatrenom kuglom koja je usmrtila oko 140.000 ljudi i razorila zemlju i infrastrukturu. Sedamdeset godina kasnije, znanstvenici su otkrili ostatke radioaktivnog materijala iz nuklearnog udara u obliku staklastih sfera rasutih duž plaže Motoujina, malog otoka u Hiroshima Bayu. Beton i čelik koji su nekada činili zgrade Hiroshime bili su razneseni i spaljeni u ekstremnoj vrućini, otkrili su znanstvenici, prije nego što su se ohladili i pali natrag na Zemlju kao zaobljene, staklaste perle.

Sada, nova analiza tih takozvanih Hiroshima stakala otkrila je kako su se formirala: kondenzacijom unutar nuklearne vatrenje kugle.Kemijski i izotopni sastav stakala, analizirani od strane astrokemičara Nathana Asseta sa Sveučilišta Paris Cité i kolega, također pokazuje sličnosti s primitivnim meteoritima nazvanim kondritima, koji su nastali od međuzvjezdane prašine i plinova u ranoj Sunčevom sustavu.

"Formiranje Hiroshima stakala kondenzacijom implicira da bi mogla biti analogna prvim kondenzatima u Sunčevom sustavu", pišu istraživači u svojoj studiji. Ti prvi kondenzati, ili čvrste tvari, također poznati kao kalcij-aluminij-bogati inkluzi (CAI), također sadrže puno kisika-16 izotopa (16O), 'lakšu' formu kisika s manje neutrona od težih vrsta, piše Science Alert.

Zrnca s plaže

Znanstvenici smatraju da su ti 16O izotopi mogli biti proizvedeni UV zrakama koje su prodirale kroz međuzvjezdani prašinu i plinoviti oblak iz kojeg su se formirali prvi kondriti našeg primitivnog Sunčevog sustava, ili su mogli biti proizvedeni posebnim mehanizmima kada je isparjeni materijal kondenzirao u tekućinu prije daljnje kristalizacije.

Budući da je samo nekoliko laboratorijskih eksperimenata testiralo ovo drugu objašnjenje, proučavanje radioaktivnih ostataka iz Hiroshime moglo bi pružiti nove uvide, razmišljao je Asset i njegovi suradnici. Tim je analizirao uzorke prikupljene s pješčanih plaža Hiroshima Baya 2015. godine od strane umirovljenog geologa Maria Wanniera i njegovog tima.

Analizirajući 94 komada radioaktivnih ostataka, Asset i kolege identificirali su četiri različite vrste Hiroshima stakala: melilitično, anortozitno, soda-vapneno i silikatno. Kemijski, silikatno staklo izgledalo je isto kao i zrnca kvarca koje biste pronašli na bilo kojoj plaži, a soda-vapneno staklo podsjećalo je na industrijski proizvedeno staklo. Međutim, sve četiri vrste Hiroshima stakala imale su "vrlo osobite" sastave kisika i silikona, dajući istraživačima novi način proučavanja njihovog mogućeg formiranja.

Temperature i do 10 milijuna stupnjeva

Kako bi detaljnije pogledali, tim je proveo simulacije rekonstruirajući kemijski sastav i fizičke uvjete nuklearnog udara iz prethodnih istraživanja, koristeći te grubo procijenjene podatke za modeliranje mogućih procesa kondenzacije unutar Hiroshima vatrenje kugle.

Prethodna istraživanja procijenila su da je Hiroshima bomba eksplodirala 580 metara iznad grada, predaleko od površine da bi ostavila krater. Ipak, temperature su bile toliko intenzivne - dosegnuvši 10 milijuna stupnjeva Celzijusa unutar samog vatrenog kugle i procijenjenih 6.287 °C na tlu - da su u roku nekoliko sekundi isparile građevinski materijali.

Istraživači pronašli nestali brod Nemesis star 100 godina: Pogledajte na kakvom se jezivom mjestu nalazio

Simulacije tima otkrile su kako su melilitične tekućine prve kondenzirale iz plinskog oblaka, u procesu poznatom kao frakcionirana kondenzacija, zatim anortozitne, soda-vapnene i silikatne tekućine. Te kapi zatim su se ohladile u stakla kada su bile izložene temperaturama između 1.800 i 1.400 °C, ovisno o njihovom sastavu. "Melilitična stakla su prva tekućina koja kondenzira i posljednja koja se brzo ohladi, pa su one koje mogu najviše interakcionirati s materijalima u vatrenoj kugli", objašnjavaju Asset i suradnici. "To bi moglo objasniti zašto se većina inkluzija nalazi u ovom tipu stakla."

Iako su istraživači također zainteresirani za mogućnost gledanja u rani Sunčev sustav kroz Hiroshima stakla, priznaju da se pritisak, temperature i smjese plinova znatno razlikuju između Hiroshima vatrenje kugle i solarnog akrecijskog diska, gdje su se prvo formirali kondriti. "Unatoč svim tim razlikama, sličnosti između Hiroshima stakala i CAI-ova mogu ukazivati na sličan proces, odnosno kemijske reakcije tijekom kondenzacije, kako bi se objasnilo njihovo slično obogaćivanje s 16O", zaključuje tim.