Mis ajendas moodustama meie väikese universuminurga - meie päikese ja planeedisüsteemi? Juba mitu aastakümmet on teadlased arvanud, et Päikesesüsteem tekkis plahvatava tähe - supernoova - lööklaine tagajärjel, mis käivitas tiheda, tolmuse gaasipilve kokkuvarisemise, mis seejärel moodustas Päikese ja planeedid. Kuid selle moodustumisprotsessi detailsed mudelid on toiminud ainult lihtsustava eelduse kohaselt, et temperatuur vägivaldsete sündmuste ajal püsis konstantsena. See on muidugi väga ebatõenäoline. Kuid nüüd on Carnegie institutsiooni maapealse magnetilisuse osakonna (DTM) astrofüüsikud esmakordselt näidanud, et supernoova võis tõepoolest käivitada Päikesesüsteemi moodustumise kiire kuumutamise ja jahutamise tõenäolisemates tingimustes. Kas need uued järeldused on selle pikaajalise arutelu lahendanud?
"Meteoriitidelt on meil olnud keemilisi tõendeid, mis osutavad supernoovale, mis käivitas meie Päikesesüsteemi moodustumise alates 1970. aastatest," meenutas Carnegie juhtiv autor Alan Boss. “Kuid kurat on olnud detailides. Kuni selle uuringuni pole teadlased suutnud välja töötada järjekindlat stsenaariumi, kus kollaps käivitatakse samal ajal, kui supernoovast äsja loodud isotoobid süstitakse varisevasse pilve. ”
Lühikese elueaga radioaktiivsed isotoobid - sama arvu prootonitega, kuid erineva arvu neutronitega elemendid - väga vanades meteoriitides leiduvad versioonid lagunevad miljonites aastates ja muutuvad erinevateks (nn tütar) elementideks. Tütarelementide leidmine primitiivsetes meteoriitides eeldab, et vanemate lühiajalised radioisotoobid pidid olema loodud alles umbes miljon aastat enne meteoriitide moodustamist ise. "Ühte neist lähteisotoopidest, raud-60, saab märkimisväärses koguses valmistada ainult massiivsete või arenenud tähtede tugevates tuumahjudes," selgitas Boss. „Raud-60 laguneb nikkel-60-ks ja primitiivsetes meteoriitides on leitud nikkel-60. Nii et me oleme teadnud, kus ja millal vanema isotoop tehti, kuid mitte seda, kuidas see siia sattus. "
Bossi ja endise DTM Fellow Prudence Fosteri varasemad mudelid näitasid, et isotoobid võiksid sattuda päikesepistesse eelnevasse pilve, kui supernoova plahvatuse lööklaine aeglustus kiiruseni 6–25 miili sekundis ja laine ja pilve konstantse temperatuuriga - 440 ° F (10 K). "Need mudelid ei töötanud, kui materjali kuumutati kokkusurumise ja jahutamisega kiirguse toimel. See järeldus on tekitanud kogukonnas tõsiseid kahtlusi, kas supernoova šokk algatas need sündmused üle nelja miljardi aasta tagasi või mitte," meenutas Harri Vanhala. kes leidis oma doktorikraadis negatiivse tulemuse lõputöö 1997. aastal Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskuses.
Kasutades adaptiivset võrgusilma täiustavat hüdrodünaamikakoodi FLASH2.5, mis on mõeldud löögifrontide käsitlemiseks, ja täiustatud jahutusseadust, kaalusid Carnegie teadlased mitmeid erinevaid olukordi. Kõigis mudelites tabas löögiprofiil Päikese-eelset pilvi, mille mass oli meie Päike ja mis koosnes tolmust, veest, vingugaasist ja molekulaarsest vesinikust, ulatudes temperatuurini 1340 ° F (1000 K). Jahtumise puudumisel ei saanud pilv variseda. Uue jahutusseaduse abil leidsid nad, et pärast 100 000 aastat oli päikesepisteline pilv varasemast 1000 korda tihedam ja löögifrondi soojus kadus kiiresti, mille tulemuseks oli ainult õhuke kiht, mille temperatuur oli 1340 ° F lähedal (1000 K). Pärast 160 000 aastat oli pilvekeskus varisenud miljon korda tihedamaks, moodustades protosuni. Teadlased leidsid, et šokirindelt pärit isotoobid segati protosunasse viisil, mis oli kooskõlas nende päritoluga supernoovas.
"See on esimene kord, kui meie päikesesüsteemi moodustumist käivitav supernoova üksikasjalik mudel töötab," ütles Boss. "Alustasime väikese pauguga 9 miljardit aastat pärast Suurt Pauku."
Allikas: Carnegie teadusasutus
