Прародительница: Вспоминая сверхновую
Происхождение Солнечной системы остается одной из самых актуальных проблем астрофизики. В целом механизм известен: небольшая часть гигантского молекулярного облака пережило гравитационный коллапс. Большая часть его вещества оказалась в центре, где впоследствии сформировала Солнце. Остальное вещество вращалось вокруг него, образуя протопланетный диск, из которого появились планеты, спутники, астероиды и все прочее. Однако дьявол, как всегда, кроется в деталях.
Например, окончательно неясным остается, что же стимулировало тот первоначальный коллапс. Чтобы понять это, астрономы обращаются к исследованиям изотопного состава метеоритов, древнейших астероидов (углистых CV-хондритов), которые, считается, сформировались примерно в то же время, и с тех пор практически не претерпевали изменений.
Эти исследования показали весьма странную вещь: большие количества алюминия-26. Имея период полураспада около 700 тыс. лет, этот изотоп в норме довольно быстро превращается в алюминий-24 (этот процесс, возможно, служил важным источником энергии в ранней Солнечной системе — читайте: «Свидетельства издалека»). Следовательно, еще в период коллапса, когда эти метеориты образовались, существовал некий механизм, который впрыскивал в газопылевое облако дополнительные количества алюминия-26.
Еще одна странность состоит в датировке этих астероидов: показано, что все они образовались за временной промежуток порядка 20 тыс. лет. По космическим меркам, это практически одновременно. Итак, источник алюминия-26 и одновременное появление великого множества астероидов — вот что должна учитывать любая гипотеза, раскрывающая происходившее при коллапсе первоначального облака.
Из них сегодня наибольшую популярность получила версия о взрыве сверхновой, который, произойдя в непосредственной близости от будущей Солнечной системы, мог стимулировать и то, и другое. Имеются и другие версии — например, поток алюминия-26 испускают в числе прочих частиц некоторые звезды... Выбрать между двумя этими возможностями оказывается непросто.
Подсказку может дать новое исследование астрофизика Матиаса Гритцшнедера (Matthias Gritschneder) и его коллег из Китая. Проведя компьютерное моделирование той далекой эпохи, они пришли к поддержке гипотезы со сверхновой. Ученые создали модель, в которой рассмотрели прохождение волны раскаленного газа, вызванной взрывом сверхновой, сквозь молекулярное облако более холодного газа.
В результате обсчета модель пришла ровно к нужному количеству алюминия-26, и при этом ударная волна раскаленного газа послужила мощным стимулом, запустившим гравитационный коллапс. Когда температура упала ниже 1800 ОС, начали появляться астероиды. Важно и то, что в модели все развивалось, по космическим меркам, очень быстро, за время, вполне сравнимое с периодом в 20 тыс. лет. Всё, как и — по имеющимся данным — было некогда в действительности.
Пока что расчеты проведены на примере двухмерной модели, и авторам еще предстоит уточнить и усложнить ее, проведя симуляцию в трех измерениях. К тому же, им предстоит объяснить и отношения других изотопов, найденные при исследованиях астероидов. Но важный шаг сделан — «праматерь», сверхновая, некогда породившая наш уютный мирок, понемногу раскрывает свои тайны.
По публикации MIT Technology Review / Physics ArXiv Blog