Der explodierende Stern mag die Formation unseres Sonnensystems ausgelöst haben

Die Schockwelle eines explodierenden Sterns hat laut einem neuen 3D-Computermodell vermutlich zur Bildung unseres Sonnensystems beigetragen.

Es wird angenommen, dass sich das Sonnensystem vor etwa 4,6 Milliarden Jahren aus einer riesigen rotierenden Wolke aus Gas und Staub zusammenballte, die als der Sonnennebel bekannt ist. Seit Jahrzehnten haben Wissenschaftler vermutet, dass eine Sternexplosion namens Supernova die Bildung unseres Sonnensystems ausgelöst hat. Insbesondere wird angenommen, dass die Stoßwelle der Explosion Teile des Nebels komprimiert hat, wodurch diese Regionen kollabieren.

Nach dieser Theorie hätte die Schockwelle Material aus dem explodierenden Stern in den Sonnennebel injiziert. Wissenschaftler haben bereits mögliche Hinweise auf diese Verschmutzung in Meteoriten entdeckt. Diese Kontaminanten sind Überreste von kurzlebigen radioaktiven Isotopen - Versionen von Elementen mit der gleichen Anzahl von Protonen wie ihre stabileren Cousins, aber mit einer anderen Anzahl von Neutronen.

Kurzlebige radioaktive Elemente zerfallen im Laufe von Jahrmillionen und werden zu einer Vielzahl von "Tochter" -Elementen mit bekannten Raten. ("Kurzlebig" ist ein relativer Begriff - andere radioaktive Isotope, die Wissenschaftler, die Meteoriten untersuchen, verwerfen können, auf Zeitskalen von Milliarden von Jahren.)

Die Analyse der kurzlebigen radioaktiven Isotope und ihrer Tochterelemente in primitiven Meteoriten stellte jedoch eine Herausforderung für die Supernova-Theorie der Entstehung des Sonnensystems dar. Die Beweise deuteten darauf hin, dass sich die kurzlebigen radioaktiven Isotope in der Supernova gebildet haben mussten, in den Sonnennebel gelangten und in weniger als einer Million Jahren in den Meteoriten gefangen waren. [Supernova-Fotos: Großartige Bilder von Sternenexplosionen]

Um zu sehen, ob eine Supernova dieses Isotopenmuster in primitiven Meteoriten erklären kann, entwickelten Wissenschaftler Computermodelle von Supernova-Schockwellen und der Bildung von Sonnensystemen.

"Die Beweise führen uns zu der Annahme, dass eine Supernova tatsächlich der Schuldige war", sagte Studienautor Alan Boss, ein Astrophysiker an der Carnegie Institution in Washington, D.C.

Zuvor entwickelten Boss und seine Kollegin Sandra Keiser zweidimensionale Modelle des kurzlebigen radioaktiven Isotops Eisen-60, das nur in großen Mengen durch Kernreaktionen in massereichen Sternen erzeugt wird und entweder von einer Supernova oder von einem Riesenstern stammen muss ein AGB-Stern genannt. Diese Modelle zeigten, dass das in primitiven Meteoriten gesehene Eisen-60 wahrscheinlich von einer Supernova stammt, da Stoßwellen von AGB-Sternen zu dick wären, um Eisen-60 in den Sonnennebel zu injizieren. Im Gegensatz dazu sind Supernova-Schockwellen hundertmal dünner.

Jetzt haben Boss und Keiser die ersten 3D-Computermodelle von Supernova-Stoßwellen und der Entstehung von Sonnensystemen entwickelt. Diese ermöglichten es ihnen zu sehen, wie die Schockwelle auf den Sonnennebel traf, ihn komprimierte und eine parabolische Schockfront bildete, die die Wolke umhüllte und fingerartige Einkerbungen in der Wolkenoberfläche erzeugte. Diese "Finger" injizierten kurzlebige radioaktive Isotope von der Supernova in den Nebel. Weniger als 100.000 Jahre später brach die Wolke zusammen und löste die Geburt unseres Sonnensystems aus.

Die 3D-Modelle zeigten, dass nur ein oder zwei "Finger" die kurzlebigen radioaktiven Isotope in primitiven Meteoriten erklären können. Die Forscher versuchen jedoch immer noch, verschiedene Kombinationen von Supernova-Stoßwellenparametern zu finden, die mit Beobachtungen von explodierenden Supernovae übereinstimmen. Außerdem müssen sie den Sonnennebel rotieren lassen, "so dass er einen Stern bilden wird, der von einer protostellar-protoplanetaren Scheibe umgeben ist, nachdem er kollabiert ist", sagte Boss zu ProfoundSpace.org.

Boss und Keiser werden ihre Ergebnisse in einer kommenden Ausgabe der Zeitschrift Astrophysical Journal Letters detailliert beschreiben.

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