Exploderende ster kan een vlammende vorming van ons zonnestelsel hebben veroorzaakt

De schokgolf van een exploderende ster heeft waarschijnlijk bijgedragen aan de vorming van ons zonnestelsel, volgens een nieuw 3D-computermodel, zeggen onderzoekers.

Men denkt dat het zonnestelsel ongeveer 4.6 miljard jaar geleden is samengesmolten uit een gigantische, roterende wolk van gas en stof, bekend als de zonnevel. Tientallen jaren hebben wetenschappers vermoed dat een sterexplosie, een supernova genaamd, heeft bijgedragen tot de vorming van ons zonnestelsel. In het bijzonder wordt gedacht dat de schokgolf van de explosie gecomprimeerde delen van de nevel bevat, waardoor deze gebieden instorten.

Volgens deze theorie zou de schokgolf materiaal van de exploderende ster in de zonnevel hebben geïnjecteerd. Wetenschappers hebben eerder potentieel bewijs van deze vervuiling in meteorieten gedetecteerd. Deze verontreinigingen zijn overblijfselen van kortlevende radioactieve isotopen - versies van elementen met hetzelfde aantal protonen als hun meer stabiele neven en nichten, maar met een ander aantal neutronen.

Kortlevende radioactieve elementen vervallen in de loop van miljoenen jaren en vormen een verscheidenheid aan 'dochter'-elementen tegen bekende snelheden. ("Kortstondig" is een relatieve term - andere radioactieve isotopen die wetenschappers die meteorieten bestuderen analyseren, kunnen op tijdschalen van miljarden jaren vervallen.)

Analyse van de kortstondige radioactieve isotopen en hun dochterelementen in primitieve meteorieten bracht echter een uitdaging met zich mee voor de supernova-theorie van de vorming van het zonnestelsel. Het bewijs suggereerde dat de kortstondige radioactieve isotopen zich in de supernova hadden moeten vormen, hun weg naar de zonnevel hadden moeten vinden en binnen minder dan een miljoen jaar vastzaten in de meteorieten. [Supernova-foto's: geweldige beelden van sterrenexplosies]

Om te zien of een supernova dit patroon van isotopen in primitieve meteorieten kon verklaren, ontwikkelden wetenschappers computermodellen van supernova-schokgolven en de vorming van het zonnestelsel.

"Het bewijs brengt ons ertoe te geloven dat een supernova inderdaad de schuldige was", zei hoofdauteur Alan Boss, een astrofysicus bij de Carnegie Institution in Washington, D.C.

Eerder ontwikkelden Boss en zijn collega Sandra Keizer tweedimensionale modellen met de kortstondige radioactieve isotoop iron-60, die alleen in aanzienlijke hoeveelheden wordt aangemaakt door nucleaire reacties in massieve sterren en moet zijn afkomstig van een supernova of van een gigantische ster een AGB-ster genoemd. Deze modellen toonden aan dat het ijzer-60 dat werd gezien in primitieve meteorieten waarschijnlijk afkomstig was van een supernova, aangezien schokgolven van AGB-sterren te dik zouden zijn om ijzer-60 in de zonnevel te injecteren. Daarentegen zijn supernova-schokgolven honderden malen dunner.

Nu hebben Boss en Keizer de eerste 3D-computermodellen van supernova-schokgolven en de vorming van zonnestelsels ontwikkeld. Hierdoor konden ze de schokgolf op de zonnevel zien, deze samendrukken en een parabolische schokfront vormen dat de wolk omhulde en vingerachtige inkepingen in het wolkendek creëerde. Deze "vingers" injecteerden kortlevende radioactieve isotopen van de supernova in de nevel. Minder dan 100.000 jaar later stortte de wolk in, wat de geboorte van ons zonnestelsel teweegbracht.

De 3D-modellen onthulden dat slechts een of twee "vingers" de kortstondige radioactieve isotopen kunnen verklaren die te vinden zijn in primitieve meteorieten. De onderzoekers zijn echter nog steeds bezig om verschillende combinaties van supernova-schokgolfparameters te vinden die in overeenstemming zijn met waarnemingen van exploderende supernova's. Ze moeten ook de zonne-nevel laten roteren "zodat het een ster zal vormen omringd door een protostellaire protoplanetaire schijf nadat het instort", vertelde Boss aan ProfoundSpace.org.

Boss en Keizer zullen hun bevindingen in een aankomende uitgave van het tijdschrift Astrophysical Journal Letters beschrijven.

Volgen ProfoundSpace.org . We zijn ook bezig en .