Jak nasz Układ Słoneczny przetrwał wybuch supernowej?

Artystyczna wizja fali uderzeniowej supernowej zderzającej się z włóknami obłoku molekularnego, w którym formuje się Słońce. Źródło: NAOJ

Dowody na podstawie stosunków izotopowych w meteorytach wskazują, że eksplozja supernowej miała miejsce w pobliżu, gdy nasze Słońce i Układ Słoneczny wciąż znajdowały się w fazie formowania się. Wynikająca z tego eksplozja supernowej mogła zniszczyć rodzący się Układ Słoneczny.

Nowe obliczenia ujawniają, że włókna gazu molekularnego, kokon narodzin naszego Układu Słonecznego, odegrały ważną rolę w wychwytywaniu izotopów wykrytych w meteorytach. Jednocześnie nić ta służyła jako tarcza, chroniąca rodzący się Układ Słoneczny przed niszczycielskimi siłami pobliskiej eksplozji supernowej.

Pierwotne meteoryty przechowują informacje o warunkach narodzin Słońca i planet. Składniki meteorytu wykazują niejednorodne stężenie radioaktywnego izotopu glinu.

Ta różnica wskazuje, że wkrótce po rozpoczęciu formowania się Układu Słonecznego wprowadzono dodatkową ilość radioaktywnego aluminium. Pobliska eksplozja supernowej jest najlepszym kandydatem do zastrzyku nowych radioizotopów.

Ale supernowa, która była wystarczająco blisko, aby dostarczyć ilość izotopów widzianą w meteorytach, również stworzyłaby falę uderzeniową wystarczająco potężną, by rozerwać rodzący się Układ Słoneczny.

Zespół kierowany przez Doris Arzumanian z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii zaproponował nowe wyjaśnienie, w jaki sposób Układ Słoneczny uzyskał ilość izotopów mierzoną w meteorytach, przeżywając wstrząs supernowej. Gwiazdy tworzą się w dużych grupach zwanych gromadami w gigantycznych obłokach gazu molekularnego.

Te obłoki molekularne są włókniste. Małe gwiazdy, takie jak Słońce, zwykle tworzą się wzdłuż włókien, a większe gwiazdy, które eksplodują jako supernowa, zwykle tworzą się w aksonach, gdzie przecinają się liczne włókna.

Zakładając, że słońce uformowało się wzdłuż gęstego molekularnego włókna gazowego, a supernowa eksplodowała w pobliskiej włóknistej osi, obliczenia zespołu wykazały, że rozerwanie przez falę uderzeniową gęstych włókien wokół tworzącego się układu słonecznego zajęłoby co najmniej 300 000 lat.

Składniki meteorytów wzbogacone izotopami promieniotwórczymi powstały w ciągu około 100 000 lat formowania się Układu Słonecznego w gęstym włóknie. Włókno macierzyste mogło działać jako bariera chroniąca młode słońce i pomagać w wychwytywaniu radioaktywnych izotopów z fali uderzeniowej supernowej i kierowaniu ich do wciąż formującego się Układu Słonecznego.

Odniesienie: „Insights on the Sun’s Birth Environment in the Context of Star Cluster Formation in Hub-Filament Systems” Doris Arzumanian, Sota Arakawa, Masato N. Kobayashi, Kazunari Iwasaki, Kohei Fukuda, Shoji Mori, Yutaka Hirai, Masanobu Kunetomo, MS Nanda Kumar i Ichiro Kokobo, 25 kwietnia 2023 r., Dostępne tutaj. the[{” attribute=””>Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/acc849