Što je potaknulo stvaranje našeg malog kuta svemira - našeg sunca i planetarnog sustava? Tijekom nekoliko desetljeća, znanstvenici su smatrali da se Sunčev sustav formirao kao rezultat udarnog vala zvijezde koja je eksplodirala - supernove - koja je pokrenula kolaps gustog, prašnjavog oblaka plina, koji se zatim skupljao radi stvaranja Sunca i planeta. Ali detaljni modeli ovog procesa stvaranja djelovali su samo pod pojednostavljujućom pretpostavkom da su temperature tijekom nasilnih događaja ostale stalne. To je, naravno, vrlo malo vjerojatno. Ali sada, astrofizičari iz Odjela za zemaljski magnetizam Institucije Carnegie po prvi put su pokazali da bi supernova mogla pokrenuti stvaranje Sunčevog sustava pod vjerojatnijim uvjetima brzog grijanja i hlađenja. Jesu li ovi novi nalazi riješili ovu dugogodišnju raspravu?
"Imali smo hemijske dokaze meteorita koji upućuju na supernovu koja je pokrenula stvaranje našeg Sunčevog sustava od 1970-ih", napomenuo je glavni autor, Carnegiejev Alan Boss. "Ali, đavo je bio u pojedinostima. Sve do ove studije, znanstvenici nisu uspjeli izraditi samo dosljedan scenarij, gdje se istovremeno pokreće kolaps kada se novostvoreni izotopi iz supernove ubrizgavaju u oblak koji se urušava. "
Kratkotrajni radioaktivni izotopi - verzije elemenata s istim brojem protona, ali s različitim brojem neutrona - koji se nalaze u vrlo starim meteoritima propadaju na vremenskoj skali od milijun godina i pretvaraju se u različite (takozvane kćeri) elemente. Pronalaženje kćeričkih elemenata u primitivnim meteoritima podrazumijeva da su roditeljski kratkotrajni radioizotopi trebali biti stvoreni samo milijun ili nešto godina prije nastanka samih meteorita. "Jedan od tih matičnih izotopa, željezo-60, može se proizvesti u značajnim količinama samo u moćnim nuklearnim pećima masivnih ili evoluiranih zvijezda", objasnio je Boss. „Željezo-60 propada u nikl-60, a nikal-60 je pronađeno u primitivnim meteoritima. Pa znamo gdje je i kada napravljen roditeljski izotop, ali ne i kako je dospio ovdje. "
Prethodni modeli Bossa i bivšeg DTM Fellow Prudence Foster pokazali su da se izotopi mogu taložiti u pred-solarni oblak ako bi se udarni val od eksplozije supernove usporio na 6 do 25 milja u sekundi, a val i oblak imali stalnu temperaturu - (10 K) 440 ° F. "Ti modeli nisu uspjeli ako se materijal zagrijavao kompresijom i hladio zračenjem, a ta zagonetka ostavila je ozbiljne sumnje u zajednici je li supernova šok započeo ove događaje prije više od četiri milijarde godina ili ne", primijetio je Harri Vanhala, koji je negativan rezultat pronašao u svom doktoratu. rad na tezi u Harvard-Smithsonian Centru za astrofiziku 1997. godine.
Koristeći prilagodljivi hidrodinamički kôd za pročišćavanje mrežice, FLASH2.5, dizajniran za rukovanje udarnim prednjim stranama, kao i poboljšani zakon o hlađenju, istraživači iz Carnegiea razmatrali su nekoliko različitih situacija. U svim je modelima udarna fronta pogodila predsolarni oblak s masom našeg Sunca, koja se sastojala od prašine, vode, ugljičnog monoksida i molekularnog vodika, dostigavši temperature čak i 1.340 ° F (1000 K). U nedostatku hlađenja, oblak se nije mogao urušiti. Međutim, s novim zakonom o hlađenju, otkrili su da je nakon 100.000 godina predsolarni oblak bio 1.000 puta gušći nego prije i da se toplina s udarnog fronta brzo izgubila, rezultirajući samo tankim slojem s temperaturama blizu 1340 ° F (1000 K). Nakon 160.000 godina, oblačni se centar srušio i postao milijun puta gušći, tvoreći protosun. Istraživači su otkrili da su izotopi sa šoknog fronta pomiješani u protosun na način koji je sukladan njihovom podrijetlu u supernovi.
"Ovo je prvi put da se pokazalo da radi detaljan model supernove koja pokreće stvaranje našeg sunčevog sustava", rekao je Boss. "Počeli smo s Malim praskom 9 milijardi godina nakon Velikog praska."
Izvor: Carnegie Institution for Science
