Kaj je spodbudilo nastanek našega majhnega kotička vesolja - našega sonca in planetarnega sistema? Že nekaj desetletij so znanstveniki menili, da se Sončev sistem oblikuje kot udarni val iz eksplozivne zvezde - supernove - ki je sprožil propad gostega, prašnega plinskega oblaka, ki se je nato skrčil za oblikovanje Sonca in planetov. Toda podrobni modeli tega tvorbe so delovali le pod poenostavljeno domnevo, da so temperature med nasilnimi dogodki ostale konstantne. To je seveda zelo malo verjetno. Toda zdaj so astrofiziki iz oddelka za zemeljski magnetizem (Carnegie Institution) ustanovili prvič, da bi supernova res lahko sprožila nastanek Osončja v verjetnejših pogojih hitrega segrevanja in hlajenja. So torej te nove ugotovitve razrešile to dolgoletno razpravo?
"Imeli smo kemijske dokaze meteoritov, ki kažejo na to, da supernova sproži nastanek našega Osončja od sedemdesetih let prejšnjega stoletja," je opozoril glavni avtor, Carnegiejev Alan Boss. "Toda hudič je bil v podrobnostih. Do te študije znanstveniki niso mogli izdelati samoslednega scenarija, kjer se sproži kolaps istočasno, ko se na novo ustvarjeni izotopi iz supernove vbrizgajo v propadajoči oblak. "
Kratkotrajni radioaktivni izotopi - različice elementov z enakim številom protonov, vendar z različnim številom nevtronov -, ki jih najdemo v zelo starih meteoritih, razpadajo na časovnih lestvicah milijonov let in se spremenijo v različne (tako imenovane hčere) elemente. Iskanje hčerinskih elementov v primitivnih meteoritih pomeni, da je bilo treba staršev kratkotrajne radioizotope ustvariti le milijon ali nekaj let pred nastankom samih meteoritov. "Enega od teh matičnih izotopov, železo 60, lahko v pomembnih količinah izdelamo le v močnih jedrskih pečeh ogromnih ali evoluiranih zvezd," je pojasnil Boss. „Železo-60 razpada v nikelj-60, nikelj-60 pa je bilo ugotovljeno v primitivnih meteoritih. Tako smo vedeli, kje in kdaj je bil narejen starševski izotop, ne pa, kako je prišel tukaj. "
Prejšnji modeli Bossa in nekdanjega DTM Fellow Prudence Foster so pokazali, da bi lahko izotope odložili v pred-sončni oblak, če bi udarni val zaradi eksplozije supernove upočasnil na 6 do 25 milj na sekundo in bi imel val in oblak konstantno temperaturo - (10 K) 440 ° F. "Ti modeli niso delovali, če so material segrevali s stiskanjem in hladili z sevanjem, ta sklep pa je v skupnosti pustil resne dvome o tem, ali je šok supernove začel te dogodke pred štirimi milijardami let ali ne," je pripomnil Harri Vanhala, ki je negativni rezultat ugotovil pri svojem doktoratu. diplomsko delo v centru za astrofiziko Harvard-Smithsonian leta 1997.
Raziskovalci iz Carnegieja so z uporabo prilagodljive hidrodinamične kode za očiščenje hidrodinamike FLASH2.5, ki je zasnovan za obvladovanje udarnih sprednjih plošč in izboljšanega zakona o hlajenju, obravnavali več različnih situacij. V vseh modelih je udarna fronta udarila pred sončnim oblakom z maso našega Sonca, ki je bila sestavljena iz prahu, vode, ogljikovega monoksida in molekulskega vodika, ki je dosegel temperature kar 1.340 ° F (1000 K). Ob ohlajanju se oblak ni mogel strniti. Vendar so z novim zakonom o hlajenju ugotovili, da je bil pred sončnim oblakom po 100.000 letih 1000-krat gostejši kot prej in da se je toplota s šok fronte hitro izgubila, kar je povzročilo le tanko plast s temperaturami blizu 1340 ° F (1000 K). Po 160.000 letih se je oblačni center zrušil in postal milijonkrat gostejši, kar je tvorilo protosun. Raziskovalci so ugotovili, da so se izotopi s šok fronte pomešali v protosun na način, ki je skladen z njihovim poreklom v supernovi.
"To je prvič, da se je pokazal, da deluje podroben model supernove, ki sproži nastanek našega osončja," je dejal Boss. "Začeli smo z Malim praskom 9 milijard let po velikem udaru."
Vir: Carnegie Institution for Science
