Luontainen plutonium on erittäin harvinaista, koska kaikki sen isotoopit ovat radioaktiivisia ja hajoavat ajan myötä. Isotoopeista pitkäikäisin on plutonium-244, jonka puoliintumisaika on 120 miljoonaa vuotta. Vaikka tämä kuulostaa pitkältä, on se tähtien elinkaariin verrattuna suhteellisen lyhyt aika.

Maapallon muodostuessa muun aineen mukana ollut plutonium on ehtinyt jo hajota, mutta hajoamistuotteita on löydetty.

Tämän lisäksi havaintojen mukaan maapallolle on kulkeutunut pieniä määriä avaruudesta peräisin olevaa plutonium-244-isotooppia myös viimeisen sadan miljoonan vuoden kuluessa. Tämä voidaan havaita syvänmeren pohjasta otetuista näytteistä.

Israelilaistutkimuksen mukaan plutonium syntyy harvinaisissa neutronitähtien törmäyksissä. Neutronitähtien parit syntyvät toisiaan kiertävistä massiivisista tähdistä. Tähdet räjähtävät supernovina elinikänsä lopussa. Syntynyt neutronitähtipari säteilee pyörimisenergiaansa pois gravitaatioaaltoina ja törmää viimein singoten avaruuteen äärimmäisen kuumaa ja tiheää ainesta.

Myös vuonna 2011 julkaistun simulaatiotutkimuksen perusteella saamme kiittää juuri neutronitähtiä raskaimmista alkuaineistamme. Saksalaistutkimuksen mukaan merkittävä osa kullasta syntyy neutronitähtien törmäyksissä.

Aiemmin supernovaräjähdyksiä pidettiin raskaimpien alkuaineiden ainoina lähteinä. Uusimpien tutkimuksien valossa niiden osuutta ei pidetä läheskään yhtä merkittävänä kuin neutronitähtien roolia.

Aiheesta lisää Hebrew University of Jerusalem (englanniksi)