Jak sugerują najnowsze badania nasz układ słoneczny mógł przetrwać wybuch supernowej, która miała miejsce w jego bezpośrednim sąsiedztwie. Jak to możliwe, że formujący się dopiero Układ przetrwał tak ekstremalne wydarzenie?
Naukowcy doszli do wniosku, że układ słoneczny u swego zarania przetrwał eksplozję supernowej, a wskazują na to badania izotopów pierwiastków odkrytych w meteorytach. Te kosmiczne kamienie są fragmentami asteroid, które powstały z materiału obecnego podczas formowania się Słońca i planet naszego układu. Takie meteoryty są więc swego rodzaju “kapsułami czasu”, pozwalającymi naukowcom na odtworzenie ewolucji układu słonecznego.
Zespół badaczy odkrył różne stężenia radioaktywnego izotopu glinu w próbkach z tych meteorytów. Okazało się, że około cztery i sześć dziesiątych miliarda lat temu, do naszego układu dostała się dodatkowa ilość radioaktywnego glinu. Jak twierdzą badacze, najlepszym wyjaśnieniem dla takiego promieniotwórczego zastrzyku jest wybuch supernowej w niedalekim sąsiedztwie. Jak poinformowała kierująca badaniami Doris Arzoumanian (Arzumanian), astrofizyk z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii – W początkowych etapach swojej ewolucji, układ słoneczny prawdopodobnie przetrwał falę uderzeniową wywołaną przez supernową, a wszystko to za sprawą obłoku gazu molekularnego.
Ilustracja przedstawia nowo narodzony Układ Słoneczny osłonięty włóknem chmury molekularnej przed wybuchem supernowej.
Źródło: NAOJ
Wybuchy supernowych mają miejsce, gdy umierające masywne gwiazdy zużywają paliwo potrzebne do podtrzymania fuzji jądrowej, a ich jądra nie są już w stanie przeciwstawić się grawitacyjnemu zapadaniu. W wyniku zapadania się jądra, dochodzi do eksplozji zwanej właśnie supernową, która rozrzuca w przestrzeń kosmiczną ciężkie pierwiastki, które gwiazda wytworzyła w ciągu swojego życia.
Ten materiał staje się później budulcem dla następnego pokolenia gwiazd. Jednak fala uderzeniowa, która go niesie, może być na tyle silna, żeby rozerwać wszelkie tworzące się układy planetarne, które akurat znajdują się w pobliżu.
Gdy mówimy o supernowej, mówimy o jednym z najbardziej spektakularnych i destrukcyjnych zjawisk we Wszechświecie. Wyobraź sobie, że jesteś świeżo upieczonym układem planetarnym, jeszcze młodym i pełnym potencjału. Nagle, w pobliżu, jedna z największych gwiazd w okolicy kończy swój żywot w eksplozji tak potężnej, że na chwilę staje się jaśniejsza niż cała galaktyka. Fala uderzeniowa z takiego wybuchu mogłaby z łatwością zniszczyć młody układ planetarny… gdyby nie tarcza utworzona z obłoku molekularnego.
A czym jest taki obłok? To obszar gęsto wypełniony wodorem, na tyle chłodnym aby mogło dochodzić do tworzenia się molekuł wodoru H2.
Gwiazdy rodzą się w gigantycznych chmurach gazu molekularnego, które składają się z gęstych nici lub filamentów. Mniejsze ciała gwiazdowe, takie jak Słońce, formują się wzdłuż tych filamentów, podczas gdy większe gwiazdy, takie jak ta, która eksplodowała w tej supernowej, mają tendencję do formowania się w punktach, gdzie te filamenty się krzyżują. Biorąc to pod uwagę, Arzoumanian i jej zespół oszacowali, że zajęłoby około trzystu tysięcy lat, aby fala uderzeniowa z supernowej rozbiła gęsty filament osłaniający młody układ słoneczny.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Meteoryty bogate w radioaktywne izotopy, takie jak badane przez zespół naukowców, odłamały się od większych ciał, np asteroid, które powstały w pierwszych stu tysiącach lat istnienia układu słonecznego, podczas gdy był on cały czas otoczony relatywnie gęstym filamentem. Swego rodzaju kokon ochronny mógł uratować formujący się układ słoneczny przed surowym promieniowaniem emitowanym przez gorące i masywne gwiazdy zwane gwiazdami OB. To istniejące dość krótko gwiazdy, które emitują olbrzymie ilości promieniowania ultrafioletowego.
Nowe wyniki sugerują, że oprócz działania jak tarcza, molekularny obłok spowijający młody układ słoneczny mógł złapać i skierować radioaktywne izotopy do regionu wokół młodego Słońca. Taki scenariusz może mieć wiele ważnych implikacji dla naszego zrozumienia formowania, ewolucji i właściwości układów planetarnych. Naukowcy biorą nawet pod uwagę taką możliwość, że bez wybuchu supernowej ponad cztery miliardy lat temu, dziś Układ Słoneczny wyglądałby zupełnie inaczej, a życie wcale mogłoby w nim nie powstać.
Materiał wyzwolony przez supernową zawierał ciężkie pierwiastki, które mogły zostać wchłonięte przez formujące się planety. Niektóre z tych pierwiastków są niezbędne dla życia, jakie znamy, więc wybuch supernowej mógł paradoksalnie przyczynić się do powstania warunków sprzyjających życiu na Ziemi.
Tak więc, mimo że nasz układ słoneczny mógł znaleźć się w niebezpieczeństwie zniszczenia przez supernową, wygląda na to, że równie dobrze, mogłoby to być jednym z kluczowych elementów jego ewolucji. A na pewno naszej ewolucji. Tym samym naukowcy, po raz kolejny pokazują nam, jak niesamowite i zaskakujące mogą być procesy kosmiczne, które doprowadziły do powstania naszego domu w kosmosie. I jak wyjątkowe jest środowisko, w którym żyjemy.
Na koniec chciałbym jeszcze na chwilę wrócić do obłoku molekularnego, który według naukowców jest nieocenionym obrońcą młodych układów planetarnych. Otacza on młode, kształtujące się układy gwiezdne, chroniąc je przed brutalnymi siłami Wszechświata. Ale jak dokładnie działa taka tarcza gazu molekularnego lub jak stwierdzili autorzy badań “kokon ochronny”?
Gaz molekularny, składający się głównie z cząsteczek wodoru, jest podstawowym składnikiem chmur molekularnych – miejsc, gdzie rodzą się gwiazdy. Te obłoki są pełne gęstych filamentów lub nici gazu, które mogą działać jako naturalne bariery dla różnych kosmicznych zjawisk, takich właśnie jak fale uderzeniowe supernowych.
Ale czy to jest typowe dla wszystkich młodych układów gwiezdnych? Cóż, chociaż każdy z układów jest unikalny, naukowcy sądzą, że obecność gazu molekularnego jest dość typowa. W końcu, gwiazdy i ich układy planetarne formują się z podobnych chmur gazu, więc ma to sens, że ten gaz nadal będzie obecny, gdy układ zaczyna się formować.
Jednak to, jak dokładnie gaz molekularny wpływa na rozwój układu planetarnego, może zależeć od wielu czynników, takich jak ilość gazu, jego gęstość, a także bliskość i natura wszelkich kosmicznych zdarzeń, takich jak supernowe. To jest obszar, który nadal jest aktywnie badany, a każde nowe odkrycie pomaga nam lepiej zrozumieć, jak powstał nasz własny układ słoneczny – i jak mogą powstawać inne układy planetarne w naszym nieskończonym Wszechświecie. A to może ułatwić nam wykrywanie światów, które miały największą szansę, aby wykształcić warunki sprzyjające rozwojowi życia.
Podsumowując, nasz młody układ słoneczny prawdopodobnie przetrwał dość bliską eksplozję supernowej, chroniony przez tarczę gazu molekularnego. To pole ochronne mogła umożliwić powstanie naszego układu słonecznego, a supernowa dostarczyła mu dodatkowych izotopów radioaktywnych, które pomogły w kształtowaniu się planet. Równocześnie, badania nad tymi procesami dostarczają nam cennych informacji na temat formowania się gwiazd i ich układów planetarnych, a także otwierają nowe możliwości dla przyszłych odkryć w dziedzinie astronomii. Wszystko to pokazuje, jak niesamowicie złożony i dynamiczny jest Wszechświat, a także jak wiele jeszcze mamy do nauczenia się o jego tajemnicach.