1. Астрофизическая криминалистика
2. Идеальное место

Новая теория формирования солнечной системы предполагает, что она сформировалась в оболочке ветряного пузыря, окружающего мертвую звезду.

Туманность окружает звезду Вольфа-Райе WR 124. Подобная звезда Вольфа-Райе, возможно, спровоцировала формирование Солнечной системы.
ЕКА / Хаббл и НАСА; Благодарность: Джуди Шмидт (geckzilla.com)

Из пепла одной звезды рождается другая. Астрономам давно известно, что большинство элементов периодической таблицы синтезируются в ядерных печах, которые сияют в ночном небе. Затем, когда эти звезды встречают свой конец, они выбрасывают этот материал наружу - засевают космос более тяжелыми элементами, которые проникают в газ, который скоро сформирует новые звезды.

Солнце не является исключением. Но в то время как солнечная система, несомненно, сформировалась из остатков прошлых звезд, специфика остается горячо обсуждаемой.

Теперь, новое исследование, опубликованное 22 декабря в «Астрофизическом журнале», утверждает, что Солнце собралось на краю продуваемого ветром пузыря, окружающего мертвую звезду. Результаты предполагают, что солнечная система сформировалась в слегка нетипичной среде.

Астрофизическая криминалистика

Хотя может показаться, что формирование ранней солнечной системы потеряно для истории, метеориты могут принести дразнящие подсказки. Например, в 1976 году ученые обнаружили, что один метеорит содержал стабильные дочерние изотопы алюминия-26, заставляя их утверждать, что ранняя солнечная система была переполнена короткоживущим алюминиевым радиоизотопом.

Ученые предположили, что для того, чтобы такой радиоизотоп был включен в раннюю солнечную систему, он был доставлен каким-то близлежащим катаклизмом - вероятно, звездным взрывом. Итак, ученые подозревали, что сверхновая выбрасывала материал в плотное облако межзвездного газа и пыли, вызывая его коллапс с образованием нашего Солнца.

Но более поздние измерения, проведенные соавтором Николасом Дауфасом (Чикагский университет), положили основную точку в этой теории. В 2012 году Дауфа и его команда обнаружили слишком мало железа-60 в нескольких метеоритах. Это было странное открытие, учитывая, что соседняя сверхновая могла бы производить железо-60 вместе с алюминием-26.

Это моделирование показывает, как пузырьки образуются в течение 4,7 миллионов лет от интенсивных звездных ветров массивной звезды. Ученые из Чикаго постулировали, как наша солнечная система могла образоваться в плотной оболочке такого пузыря.
В. Дваркадас и Д. Розенберг

Чтобы объяснить несоответствие, ученые должны были определить, как сверхновая может выбрасывать один изотоп, а не другой. «Это слишком много ручного отказа и тонкой настройки», - говорит ведущий автор Викрам Дваркадас (Чикагский университет). Таким образом, он и его коллеги обратились к другому преступнику: гигантским звездам Вольфа-Райе, которые весят в 25 раз больше массы Солнца.

В отличие от сверхновых, когда драматические взрывы выпускают элементы в космос, горячие и светящиеся звезды Вольфа-Райе сбрасывают элементы с их поверхностей при сильных звездных ветрах. Эти ветры содержат много алюминия-26, но очень мало железа-60. Таким образом, Дваркадас считает, что они - идеальный ранний триггер для формирования нашей солнечной системы.

Ветры Вольфа-Райе пробиваются сквозь материал вокруг звезды, образуя пузырь. «Это как снегоочиститель», - говорит Дваркадас. «Вы идете так быстро, вы просто подметаете все перед собой».

Солнце могло образоваться в стенах этого огромного космического пузыря.

В частности, звезда выбрасывает алюминий-26, переносимый на зернах пыли. У этих зерен есть достаточный импульс, чтобы пробить одну сторону стены, осаждая алюминий внутри. Затем, когда звезда Вольфа-Райе умирает, стена пузыря остывает, и ее части разрушаются, образуя новые звезды, включая наше Солнце.

Моделирование показывает, как звездные ветры гигантской звезды Вольфа-Райе текут наружу в течение миллионов лет, образуя пузырь вокруг стареющей звезды.
В. Дваркадас / Д. Розенберг.

Идеальное место

Эдвард Янг (Университет Калифорнии, Лос-Анджелес), который не принимал участия в исследовании, соглашается с тем, что звезды Вольфа-Райе являются вероятным виновником. «Вы все еще видите, как выходят газеты, в которых говорится, что алюминий-26 говорит нам, что в Солнечной системе был запуск сверхновой, но я думаю, что подавляющее большинство космохимиков сегодня будут утверждать, что это просто неправильно», - говорит он.

Тем не менее, Янг не согласен с тем, что Солнце образовалось в стенах взорванного ветром пузыря Вольфа-Райе. Вместо этого он утверждает, что Солнце, вероятно, сформировалось в области звездообразования, которая была просто загрязнена соседними звездами Вольфа-Райе. Вы можете подумать, что такой регион будет также загрязнен взрывами сверхновых, но Янг ​​утверждает, что сверхновые не случаются слишком часто в таких регионах. Это потому, что сверхновые образуются из звезд меньше, чем Вольф-Райец. Эти звезды имеют более длительное время жизни и, следовательно, больше времени, чтобы путешествовать далеко от области звездообразования, в то время как у звезд Вольфа-Райе гораздо меньше времени, и поэтому они в основном остаются на месте. Таким образом, железо-60 будет более равномерно распределено по всей галактике, тогда как алюминий-26 будет концентрироваться в областях звездообразования.

Янг считает, что этот сценарий более вероятен, потому что количество алюминия-26, обнаруженного в метеоритах, соответствует количеству, наблюдаемому в областях звездообразования. Он также утверждает, что вряд ли Солнце сформировалось в такой особенной среде, как край взорванного ветром пузыря мертвой звезды. (Вспомните бритву Оккама, которая утверждает, что самое простое объяснение часто является правильным).

Ответ в конечном итоге проливает свет на то, является ли формирование Солнца нормальным или дико своеобразным. «Мы хотим знать, как сформировался наш мир, чтобы понять, являемся ли мы особенными - есть ли что-то принципиально иное в нашем мире или это может быть обычное событие, что означает, что могут быть другие солнечные системы, такие как наша, и, возможно, жизнь, Дваркадас говорит.

Ссылка:

Викрам В. Дваркадас и соавт. «Триггерное звездообразование в оболочке пузыря Вольфа-Райе как источник Солнечной системы». Astrophysical Journal Letters .