Этот зловещий звездный питомник показывает, как в солнечную систему попали радиоактивные элементы

Комплекс клубящихся облаков, заполненных турбулентностью звездообразования, дает новые ключи к разгадке формирования нашей Солнечной системы.

Анализ гамма-лучей от комплекса звездообразования Змееносца дал нам еще больше доказательств того, что короткоживущие радиоактивные элементы в ранней Солнечной системе были доставлены через взрывы сверхновых близлежащих звезд при рождении Солнца.

Это подтверждает модель элементарного обогащения, о которой подозревали в течение десятилетий, и дает нам ценную информацию о захватывающем дух цикле жизни и смерти звезд.

«Наша Солнечная система, скорее всего, образовалась в гигантском молекулярном облаке вместе с молодым звездным скоплением, и один или несколько взрывов сверхновых звезд в этом скоплении загрязнили газ, который превратился в Солнце и его планетную систему», — сказал астроном и астрофизик Дуглас Линь из Калифорнийского университета в Санта-Крус.

«Хотя этот сценарий предлагался в прошлом, сила этой статьи состоит в использовании многоволновых наблюдений и сложного статистического анализа для получения количественного измерения вероятности модели».

Звезды рождаются, когда вращающийся узел плотного газа в молекулярном облаке схлопывается под действием собственной силы тяжести. Материал в облаке превращается в аккреционный диск, который попадает в растущую звезду; как только звезда закончила формирование, оставшийся диск формирует все остальное в планетной системе — поэтому, хотя содержание элементов может варьироваться от тела к телу, все в планетной системе состоит из одной и тойже части молекулярного облака.

Молекулярные облака представляют собой огромные комплексы, из которых рождается множество звезд. Это так называемые звездные ясли. Наше Солнце возникло таким образом, хотя оно давно покинуло место своего рождения и своих братьев и сестер.

Чтобы выяснить, как Солнечная система родилась и стала такой, какая она есть, требуется детективная работа, собирая воедино ключи изнутри Солнечной системы и наблюдения за появлением других.

Комплекс звездообразования Змееносца находится всего в 460 световых годах от нас — это довольно небольшое расстояние в относительных космических масштабах. И в этом комплексе астрономы обнаружили гамма-лучи, испускаемые радионуклидом алюминия-26.

Период полураспада алюминия-26 составляет 717 000 лет. Следовательно, любой из этих изотопов, который мог присутствовать в ранней Солнечной системе — 4,6 миллиарда лет назад — к настоящему времени уже давно исчез.

Однако в 1970-х годах ученые обнаружили включения в первозданных метеоритах, которые, по их мнению, были продуктами распада радионуклидов, что поставило вопрос: откуда они взялись? Ответ был от близлежащих сверхновых или звездных ветров от умирающих звезд Вольфа-Райе, но количество источников, где они находятся, и скорость проникновения алюминия-26 оставались неизвестными.

Для звездных яслей нет ничего необычного в том, что они омываются излучением сверхновых. В таких регионах образуются различные звезды, в том числе такие массивные, что они живут и умирают, в то время как другие звезды все еще рождаются.

Используя наблюдения в диапазоне длин волн, включая новые инфракрасные снимки, исследователи отметили поток алюминия-26 из ближайшего звездного скопления, в котором находились сверхновые, в область звездообразования комплекса Змееносец.

«Процесс обогащения, который мы наблюдаем в Змееносце, согласуется с тем, что происходило во время формирования Солнечной системы 5 миллиардов лет назад», — сказал астрофизик Джон Форбс из Института Флэтайрон.

«Как только мы увидели прекрасный пример того, как может происходить этот процесс, мы приступили к попытке смоделировать близлежащее звездное скопление, которое произвело радионуклиды, которые мы видим сегодня в гамма-лучах».

Модели учитывали каждую массивную звезду, которая могла существовать в области для образования алюминия-26, вероятность того, что эти звезды станут сверхновыми, и потенциальные поступления радионуклидов от сверхновых, а также звездные ветры.

Основываясь на моделировании, исследователи пришли к выводу, что существует 59-процентная вероятность того, что алюминий-26 образуется сверхновой, и 68-процентная вероятность, что существует несколько источников и более одной сверхновой.

Это говорит о том, что существует широкий диапазон содержания радионуклидов, которые могут быть включены в формирующуюся планетную систему. В свою очередь, это может иметь значение для поиска пригодных для жизни звездных систем.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Источники: Фото: Звездная детская в ближнем инфракрасном диапазоне. (Жуан Алвес / ESO VISIONS)