Так кто же породил Солнечную систему?

Согласно ряду теорий, появление Солнечной системы было спровоцировано близким взрывом сверхновой или воздействием звезды АВГ. Алан Босс (Alan Boss) и Сандра Кейзер (Sandra Keiser), астрономы из Института Карнеги (Вашингтон, США), попытались найти виновного по «отпечаткам».

На фото: Формирование Солнца из газопылевого облака: новое исследование в очередной раз приписывает роль спускового крючка взрыву сверхновой. (Иллюстрация Pat Rawlings / NASA.)

Несколько миллиардов лет назад — как считается, 4,59 млрд — сгусток газа на месте нынешнего Солнца начал внезапно схлопываться, образуя звезду. Произошло это, если верить распространённой теории, из-за близкого взрыва сверхновой или из-за сверхмощного звёздного ветра от находившейся неподалёку звезды АВГ — к примеру, красного гиганта, в подобного которому со временем превратится Солнце. Признаками такого развития событий являются аномально высокие концентрации золота и урана на Земле и в составе некоторых метеоритов. Считается, что они были наработаны в процессе ядерного превращения элементов путём поглощения нейтронов веществом массивной звезды второго поколения.

Учёные провели моделирование распределения материала, привнесённого взрывом сверхновой или звёздным ветром красного гиганта, чтобы выяснить, можно ли найти следы такого взрыва. Оказалось, что несколько радиоактивных изотопов веществ, активно нарабатывающихся в сверхновых или красных гигантах, должны существенно отличаться по концентрации от тех же изотопов, происходящих из нашей Солнечной системы. В частности, это относится к железу-60 (период полураспада 2,6 млн лет) и продуктам его распада.

Кроме того, получилось, что даже после такого «стимулирующего удара» коллапс газопылевой туманности начался лишь через 100 тыс. лет, и только тогда на месте Солнца сформировалась протозвезда.

Железо-60 создаётся в сколько-нибудь значимых количествах лишь в ходе термоядерного синтеза. Хотя это могут быть и сверхновые, и звёзды АВГ, моделирование показало, что ударный фронт от АВГ-звезды был бы слишком медленным и толстым в сравнении с ударной волной от сверхновой. Ударная волна от красного гиганта распределила бы железо-60 только на периферии протопланетного облака и не смогла бы проникнуть в его центр; между тем распределение железа-60 в центре облака (например, на Земле) совпадает с распределением, скажем, в метеоритах. Расчёты продемонстрировали, что взрывная волна создала что-то вроде «пальца» или двух, протянувшихся к центру системы и ответственных за несколько неравномерное присутствие ряда тяжёлых элементов среди планет, которые вращаются сегодня вокруг Солнца.

Ударная волна соседней сверхновой сжала ядро газопылевой туманности и спровоцировала образование Солнца. (Иллюстрация Alan P. Boss, Sandra A. Keiser.)

«Это ведёт нас к заключению о том, что отпечаток [на нашей системе] оставила именно сверхновая [а не АВГ]», — замечает Алан Босс.

Результаты входят в известное противоречие с тем, что показывает чисто гравитационное моделирование эволюции Солнца, а показывает оно, что протопланетная туманность может сформировать звезду размером с Солнце буквально за считанные тысячи лет, а равно и планеты, причём безо всякой дополнительной стимуляции внешними процессами.

Если же, вспомнив о наличии в Солнечной системе ненормально высокого количества золота и урана, признать факт влияния близких взрывов сверхновых на её формирование, то сроки образования протозвезды в 0,1 млн лет покажутся даже слишком затянутыми.

Результаты исследования в ближайшее время будут опубликованы в Astrophysical Journal Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Института Карнеги.