На левой панели показано поперечное сечение плотного ядра облака (оранжевый цвет), в которое вот-вот ударит ударная волна сверхновой (темно-зеленый цвет), движущаяся вниз со скоростью 40 км/сек. Окружающий молекулярный облачный газ и пыль (желтый и светло-зеленый), окружающие ядро ​​облака слева, сметены фронтом ударной волны, как показано справа, спустя 63 000 лет, когда ядро ​​облака было раздавлено фронтом ударной волны и сформировалось протосолнце и протопланетный диск в гораздо меньшем масштабе, чем можно здесь изобразить. Коробка имеет длину около 1/3 парсека. Кредит: Алан Босс

Сырье, из которого была построена наша Солнечная система, было рассеяно, когда ударная волна от взрыва сверхновой вытолкнула материал в облако пыли и газа, заставив его схлопнуться само по себе. После этого события большая часть инжектированного вещества была гравитационно втянута в центр вихря, где интенсивное нарастание давления позволило начать ядерный синтез и родилось солнце. Молодая звезда была окружена вращающимся диском из оставшегося газа и пыли, из которого образовались планеты и другие тела Солнечной системы, некоторые из которых в конечном итоге распались на астероиды и метеориты.

«Загадка возникает из-за изучения изотопного состава метеоритов, которые можно использовать в качестве лаборатории для проверки теорий формирования и эволюции Солнечной системы», — объясняет Босс.

Изотопы — это разновидности элементов с одинаковым количеством протонов, но разным количеством нейтронов. Иногда, как в случае с радиоактивными изотопами, количество нейтронов, присутствующих в ядре, может сделать изотоп нестабильным. Чтобы обрести стабильность, изотоп высвобождает энергичные частицы, которые изменяют количество протонов и нейтронов, превращая его в другой элемент, называемый дочерним изотопом.

Босс добавил: «Поскольку мы точно знаем, сколько времени занимает этот процесс для различных радиоактивных изотопов, измерение количества дочерних продуктов в метеоритах может сказать нам, когда и, возможно, как они образовались».

Например, изотоп железа с атомным весом 60 образуется в значительных количествах только при взрыве сверхновой, и требуется 2,6 миллиона лет, чтобы половина атомов распалась — его так называемый «период полураспада» — на его дочерний изотоп. , кобальт-60. Таким образом, когда значительное количество кобальта-60 обнаруживается в примитивных метеоритах, называемых углеродистыми хондритами, это говорит исследователям о том, что сырье, из которого был построен хондрит, содержало остатки взрыва сверхновой, произошедшего всего за пару миллионов лет до его образования.

Запись хондрита может быть использована для подтверждения истории происхождения сверхновой для нашей Солнечной системы. Но другие, менее примитивные, неуглеродистые метеориты не имеют этого состава железа-60, а это означает, что материал, из которого они образовались, не возник в результате звездного взрыва. Итак, откуда оно взялось?

«Никакого физического объяснения этому резкому изменению предложено не было», — сказал Босс.

Он оттачивал сложные модели формирования нашей Солнечной системы в течение нескольких десятилетий и был одним из создателей истории о происхождении впрыска сверхновой. Увеличив период времени, отраженный в его симуляциях, он смог показать, что после запуска коллапса, который снабжал хондриты железом-60, ударный фронт сверхновой сметает межзвездную пыль за пределы образующегося диска и разгоняет получившуюся протозвезду до скорости нескольких километров в секунду. Этого достаточно, чтобы молодое солнце столкнулось с новым участком межзвездного материала, обедненного железом-60 и другими изотопами, генерируемыми сверхновыми, в течение миллиона лет.

«После работы над проблемой запуска и инжекции сверхновых с середины 90-х было удивительно, что наконец удалось связать эту модель с метеоритными свидетельствами», — заключил Босс. «Он завершает эту историю аккуратным бантом».

Ссылки по теме:

• Источник: Phys.org