Kas pamudināja veidot mūsu mazo Visuma nostūri - mūsu sauli un planētu sistēmu? Vairākas desmitgades zinātnieki domāja, ka Saules sistēma izveidojās triecienviļņa rezultātā no eksplodējošas zvaigznes - supernovas -, kas izraisīja blīva, putekļaina gāzes mākoņa sabrukumu, kas pēc tam sabruka, veidojot Sauli un planētas. Bet sīki izstrādāti šī veidošanās procesa modeļi ir darbojušies tikai ar vienkāršojošu pieņēmumu, ka temperatūra vardarbīgo notikumu laikā saglabājās nemainīga. Tas, protams, ir ļoti maz ticams. Bet tagad Kārnegi institūta Zemes magnētisma departamenta (DTM) astrofiziķi pirmo reizi ir parādījuši, ka supernova patiešām varēja izraisīt Saules sistēmas veidošanos, visticamāk, ātras sildīšanas un dzesēšanas apstākļos. Tātad šie jaunie atklājumi ir atrisinājuši šīs ilgstošās debates?
"Mums ir bijuši ķīmiski pierādījumi no meteorītiem, kas norāda uz supernovu, kas izraisa mūsu Saules sistēmas veidošanos kopš pagājušā gadsimta 70. gadiem," atzīmēja galvenā autore Kārnegi Alans Boss. “Bet velns ir bijis detaļās. Līdz šim pētījumam zinātnieki nav spējuši izstrādāt patstāvīgu scenāriju, kurā sabrukums tiek iedarbināts vienlaikus ar jaunizveidoto supernovas izotopu ievadīšanu sabrūkošajā mākonī. ”
Īslaicīgas darbības radioaktīvie izotopi - elementu versijas ar vienādu protonu skaitu, bet atšķirīgu neitronu skaitu -, kas atrodami ļoti vecos meteorītos, miljonu gadu laika skalā sadalās un pārvēršas dažādos (tā sauktajos meitas) elementos. Meitas elementu atrašana primitīvos meteorītos nozīmē, ka vecākiem īslaicīgiem radioizotopiem jābūt radītiem tikai apmēram miljonu gadu pirms pašu meteorītu veidošanās. "Vienu no šiem sākotnējiem izotopiem, dzelzi-60, ievērojamā daudzumā var izgatavot tikai spēcīgu masīvu vai attīstītu zvaigžņu kodolspēkstacijās," skaidroja Boss. “Dzelzs-60 sadalās niķelī-60, un primitīvajos meteorītos ir atrasts niķelis-60. Tātad mēs esam zinājuši, kur un kad tika izgatavots vecāku izotops, bet nevis kā tas šeit nokļuva. ”
Iepriekšējie Bosa un bijušā DTM līdzstrādnieka Prudence Fostera modeļi parādīja, ka izotopus varētu nogulsnēt pirms saules mākoņa, ja triecienvilnis no supernovas eksplozijas palēninājās līdz 6 līdz 25 jūdzes sekundē un viļņa un mākoņa nemainīgā temperatūra bija - 440 ° F (10 K). "Šie modeļi nedarbojās, ja materiāls tika sasildīts ar saspiešanu un atdzesēts ar starojumu, un šī mīkla sabiedrībā ir atstājusi nopietnas šaubas par to, vai supernovas satricinājums sāka šos notikumus pirms vairāk nekā četriem miljardiem gadu," atgādināja Harri Vanhala. kurš viņa doktorantūrā atrada negatīvu rezultātu disertācijas darbs Hārvarda-Smitsona astrofizikas centrā 1997. gadā.
Izmantojot adaptīvo acu precizēšanas hidrodinamikas kodu FLASH2.5, kas paredzēts trieciena fronšu apstrādei, kā arī uzlabotu dzesēšanas likumu, Kārnegi pētnieki apsvēra vairākas dažādas situācijas. Visos modeļos šoka priekšpuse skāra pirmssaules mākoni ar mūsu Saules masu, kas sastāv no putekļiem, ūdens, oglekļa monoksīda un molekulārā ūdeņraža, sasniedzot pat 1340 ° F (1000 K) temperatūru. Bez atdzišanas mākonis nevarēja sabrukt. Tomēr ar jauno dzesēšanas likumu viņi atklāja, ka pēc 100 000 gadu pirmssaules mākonis bija 1000 reizes blīvāks nekā iepriekš, un karstums no šoka frontes tika ātri zaudēts, iegūstot tikai plānu kārtu ar temperatūru tuvu 1340 ° F. (1000 K). Pēc 160 000 gadiem mākoņu centrs bija sabrucis, lai kļūtu miljons reizes blīvāks, veidojot protosunu. Pētnieki atklāja, ka izotopi no šoka frontes tika sajaukti protosunā tādā veidā, kas atbilst to izcelsmei supernovā.
"Šī ir pirmā reize, kad tiek pierādīts, ka darbojas detalizēts supernovas modelis, kas izraisa mūsu Saules sistēmas veidošanos," sacīja Boss. "Mēs sākām ar Mazo sprādzienu 9 miljardus gadu pēc Lielā sprādziena."
Avots: Kārnegi zinātnes institūcija
