Kas paskatino susiformuoti mūsų mažajame visatos kampelyje - mūsų saulėje ir planetų sistemoje? Kelis dešimtmečius mokslininkai manė, kad Saulės sistema susidarė dėl smūgio bangos, kylančios iš sprogstančios žvaigždės - supernovos -, kuri sukėlė tankaus, dulkėto dujų debesies, kuris vėliau susitraukė, kad susidarytų Saulė ir planetos, griūtį. Tačiau išsamūs šio formavimo proceso modeliai veikė tik supaprastinus prielaidą, kad smurtinių įvykių metu temperatūra išliko pastovi. Tai, be abejo, labai mažai tikėtina. Tačiau dabar Carnegie instituto Sausumos magnetizmo departamento (DTM) astrofizikai pirmą kartą įrodė, kad supernova iš tikrųjų galėjo sukelti Saulės sistemos formavimąsi labiau tikėtinomis greito kaitinimo ir aušinimo sąlygomis. Taigi ar šios naujos išvados išsprendė šią ilgai trunkančią diskusiją?
„Mes turime cheminių įrodymų iš meteoritų, kurie rodo, kad supernova sukėlė mūsų Saulės sistemos formavimąsi nuo aštuntojo dešimtmečio“, - pabrėžė pagrindinis Carnegie autorius Alanas Bosas. „Bet velnias buvo detalėse. Iki šio tyrimo mokslininkams nepavyko sukurti nuoseklaus scenarijaus, kai žlugimas suveikia tuo pačiu metu, kai naujai sukurti supernovos izotopai įšvirkščiami į griūvantį debesį. “
Trumpaamžiai radioaktyvieji izotopai - elementų, turinčių tą patį protonų skaičių, bet skirtingą neutronų skaičių, variantai, rasti labai senuose meteorituose, suyra milijonų metų skalėje ir virsta skirtingais (vadinamaisiais dukteriniais) elementais. Dukterinių elementų radimas primityviuose meteorituose reiškia, kad pirminiai trumpalaikiai radioizotopai turėjo būti sukurti tik maždaug prieš milijoną metų iki pačių meteoritų susidarymo. „Vienas iš šių pradinių izotopų, geležis 60, gali būti pagamintas dideliais kiekiais tik stipriose masyvių ar išsivysčiusių žvaigždžių branduolinėse krosnyse“, - aiškino Bosas. „Geležis 60 skyla į nikelį-60, o nikelis-60 buvo rastas primityviuose meteorituose. Taigi mes žinojome, kur ir kada buvo pagamintas pirminis izotopas, bet ne kaip jis pateko čia. “
Ankstesni „Boss“ ir buvusio „DTM Fellow Prudence Foster“ modeliai parodė, kad izotopai gali būti nusodinami prieš saulės saulės debesį, jei supernovos sprogimo smūgio banga sulėtėtų iki 6–25 mylių per sekundę, o bangos ir debesies temperatūra būtų pastovi - 440 ° F (10 K). „Tie modeliai neveikė, jei medžiaga buvo kaitinama suspaudžiant ir aušinant radiacija. Dėl šios priežasties bendruomenėje kilo rimtų abejonių dėl to, ar supernovos šokas šiuos įvykius pradėjo prieš daugiau nei keturis milijardus metų, ar ne“, - pabrėžė Harri Vanhala. kuris rado neigiamą rezultatą daktaro laipsnyje disertacijos darbas Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centre 1997 m.
Naudodamiesi adaptyviu tinklo patikslinimo hidrodinamikos kodu FLASH2.5, skirtu smūgio frontams valdyti, taip pat patobulintu aušinimo įstatymu, Carnegie tyrėjai apsvarstė keletą skirtingų situacijų. Visuose modeliuose smūgio priekis smogė prieš Saulės debesį, turintį mūsų Saulės masę, susidedančią iš dulkių, vandens, anglies monoksido ir molekulinio vandenilio, pasiekus net 1340 ° F (1000 K) temperatūrą. Neatvėsus, debesis negalėjo sugriūti. Tačiau, priėmę naują aušinimo įstatymą, jie nustatė, kad po 100 000 metų prieš saulę esantis debesis buvo 1000 kartų tankesnis nei anksčiau, o šiluma iš smūgio fronto buvo greitai prarandama ir susidarė tik plonas sluoksnis, kurio temperatūra artima 1340 ° F. (1000 K). Po 160 000 metų debesų centras sugriuvo ir tapo milijoną kartų tankesnis, sudarydamas protosuną. Tyrėjai išsiaiškino, kad šoko fronto izotopai buvo sumaišyti į prototipą taip, kad atitiktų jų kilmę supernovoje.
„Tai yra pirmas kartas, kai pasirodė, jog veikia detalus supernovos, sukeliančios mūsų saulės sistemos formavimąsi, modelis“, - sakė Bosas. „Pradėjome nuo mažojo sprogimo praėjus 9 milijardams metų po didžiojo sprogimo“.
Šaltinis: Carnegie mokslo įstaiga
