Slunce se mohlo vytvořit v bublině obří hvězdy

Nová teorie formace sluneční soustavy naznačuje, že se vytvořila ve skořápce větrné bubliny obklopující mrtvou hvězdu.

Hvězdu Wolf-Rayet WR 124. obklopuje mlhovina. Podobná hvězda Wolf-Rayet možná spustila vytvoření sluneční soustavy.
ESA / Hubble & NASA; Poděkování: Judy Schmidt (geckzilla.com)

Z jednoho hvězdného popela se rodí další. Astronomové již dlouho věděli, že většina prvků v periodické tabulce je syntetizována v jaderných pecích, které září na noční obloze. Poté, když tyto hvězdy dosáhnou svého konce, hodí tento materiál směrem ven - nasadí vesmír těžšími prvky, které se dostanou do plynu, které brzy vytvoří nové hvězdy.

Slunce není výjimkou. Ale zatímco sluneční soustava se jistě utvořila ze zbytků minulých hvězd, specifika zůstávají horkou debatou.

Nová studie zveřejněná 22. prosince v The Astrophysical Journal Letters tvrdí, že Slunce se shromáždilo na okraji větrné bubliny obklopující mrtvou hvězdu. Výsledky naznačují, že sluneční soustava se vytvořila v mírně atypickém prostředí.

Astrofyzikální forenzní

I když se to může zdát, jako by se utváření časné sluneční soustavy ztratilo v historii, meteority mohou přinést vzrušující vodítka. V roce 1976 například vědci zjistili, že jeden meteorit obsahoval stabilní dceřiné izotopy hliníku-26, což je přimělo tvrdit, že časná sluneční soustava přetékala radioizotopem hliníku s krátkou životností.

Aby byl takový radioizotop začleněn do rané sluneční soustavy, vědci spekulovali, že musel být dodán nějakou blízkou kataklyzmou - pravděpodobně hvězdnou explozí. Vědci tedy předpokládali, že supernova vypuzuje materiál do hustého oblaku mezihvězdného plynu a prachu, což způsobí, že se zhroutí a vytvoří naše Slunce.

Nedávnější měření vedená spoluautorem Nicolasem Dauphasem (University of Chicago) však v této teorii představovaly hlavní kulku. V roce 2012 našel Dauphas a jeho tým v několika meteoritech příliš málo železa-60. Byl to podivný objev, protože blízká supernova by vyrobila železo-60 a hliník-26.

Tato simulace ukazuje, jak se v průběhu 4, 7 milionu let vytvářejí bubliny z intenzivního hvězdného větru z mohutné hvězdy. Vědci UChicago předpokládali, jak by se naše vlastní sluneční soustava mohla vytvořit v husté skořápce takové bubliny.
V. Dwarkadas a D. Rosenberg

Aby vědci vysvětlili tento nesoulad, museli určit, jak supernova dokáže vypustit jeden izotop, nikoli druhý. "To je příliš mnoho rušení rukou a dolaďování, " říká hlavní autor Vikram Dwarkadas (University of Chicago). Takže on a jeho kolegové se obrátili k dalšímu vinníkovi: obřím Wolf-Rayetovým hvězdám, které váží 25krát větší množství Slunce.

Na rozdíl od supernov, kde dramatické exploze uvolňují prvky do vesmíru, horké a zářivé hvězdy Wolf-Rayet házejí prvky z jejich povrchů v intenzivním hvězdném větru. Tyto větry obsahují hodně hliníku-26, ale velmi málo železa-60. Dwarkadas si proto myslí, že jsou dokonalým časným spouštěčem pro formování naší sluneční soustavy.

Vlny-Rayetovy větry pluhují materiál kolem hvězdy a vytvářejí bublinu. "Je to jako sněžný pluh, " říká Dwarkadas. "Jdeš tak rychle, prostě před tebou zametáš všechno."

Slunce se mohlo tvořit uvnitř zdí této obrovské vesmírné bubliny.

Konkrétně hvězda vypuzuje hliník-26, nesený na zrnkách prachu. Tato zrna mají dostatek hybnosti, aby prorazily jednu stranu zdi a uložily uvnitř hliník. Poté, co hvězda Wolf-Rayet zemře, zchladí se bublina a její části se zhroutí a vytvoří nové hvězdy - včetně našeho Slunce.


Simulace ukazuje, jak hvězdné větry z obří hvězdy Wolf-Rayet proudí ven v průběhu milionů let a vytvářejí kolem stárnoucí hvězdy bublinu.
V. Dwarkadas / D. Rosenberg.

Perfektní místo

Edward Young (Kalifornská univerzita v Los Angeles), který se studie nezúčastnil, souhlasí s tím, že pravděpodobným viníkem jsou hvězdy Wolf-Rayet. "Stále vidíš papíry, které vycházejí, že hliník-26 nám říká, že pro sluneční soustavu existuje spoušť supernovy, ale velká většina, myslím, dnešních kosmochemistů, bude tvrdit, že to prostě není v pořádku, " říká.

To znamená, že Young nesouhlasí s tím, že se ve stěnách větrné bubliny Wolf-Rayeta formovalo Slunce. Místo toho tvrdí, že Slunce se pravděpodobně vytvořilo v oblasti vytvářející hvězdy, která byla jednoduše znečištěna blízkými vlnami Ray-Rayet. Možná si myslíte, že takový region by byl také znečištěn výbuchy supernov, ale Young tvrdí, že supernovy se v takových regionech příliš často nevyskytují. Je to proto, že supernovy se tvoří z hvězd menších než Wolf-Rayets. Tyto hvězdy mají delší životnost, a proto více času na cestování daleko od oblasti tvořící hvězdy, zatímco hvězdy Wolf-Rayet mají mnohem méně času, a proto většinou zůstávají na místě. Železo 60 bude tedy rovnoměrněji distribuováno v celé galaxii, zatímco hliník 26 bude koncentrován v oblastech vytvářejících hvězdy.

Young si myslí, že tento scénář je pravděpodobnější, protože množství hliníku-26 objeveného v meteoritech odpovídá množství dosud pozorovanému v oblastech vytvářejících hvězdy. Tvrdí také, že je nepravděpodobné, že by se Slunce vytvořilo v tak zvláštním prostředí, jako je okraj větrné bubliny mrtvé hvězdy. (Nezapomeňte na Occamův břitva, která tvrdí, že nejjednodušší vysvětlení je často správné).

Odpověď nakonec vrhne světlo na to, zda je formace Slunce normální nebo divoce podivná. "Chtěli bychom vědět, jak se náš svět utvářel, abychom pochopili, zda jsme zvláštní - zda je něco, co je na našem světě neodmyslitelně odlišné, nebo zda by to mohla být běžná událost, což znamená, že by mohly existovat další sluneční soustavy, jako je náš, a potenciálně život, “Říká Dwarkadas.

Odkaz:

Vikram V. Dwarkadas et al. "Spuštěná hvězdná formace uvnitř skořápky vlkodlakové bubliny jako původ sluneční soustavy." Astrophysical Journal Letters .