Secondo una vecchia teoria, la formazione del nostro Sistema Solare è stata innescata da un'onda d'urto di una supernova che esplode. L'onda d'urto ha iniettato materiale dalla stella che esplode in una vicina nube di polvere e gas, facendolo collassare su se stesso e formare il Sole e i suoi pianeti circostanti.

Il nuovo lavoro di Alan Boss di Carnegie offre nuove prove a sostegno di questa teoria, modellare la formazione del Sistema Solare oltre il collasso iniziale della nube e nelle fasi intermedie della formazione stellare. È pubblicato da Giornale Astrofisico .

Un vincolo molto importante per testare le teorie sulla formazione del Sistema Solare è la chimica dei meteoriti. I meteoriti conservano un registro degli elementi, isotopi, e composti che esistevano nei primi giorni del sistema. un tipo, chiamate condriti carboniose, include alcuni dei campioni conosciuti più primitivi.

Un componente interessante della composizione delle condriti è qualcosa chiamato isotopi radioattivi di breve durata. Gli isotopi sono versioni di elementi con lo stesso numero di protoni, ma un diverso numero di neutroni. Qualche volta, come nel caso degli isotopi radioattivi, il numero di neutroni presenti nel nucleo può rendere instabile l'isotopo. Per ottenere stabilità, l'isotopo rilascia particelle energetiche, che altera il suo numero di protoni e neutroni, trasmutandolo in un altro elemento.

Alcuni isotopi che esistevano quando si formò il Sistema Solare sono radioattivi e hanno tassi di decadimento che li hanno portati a estinguersi entro decine o centinaia di milioni di anni. Il fatto che questi isotopi esistessero ancora quando si formavano le condriti è dimostrato dall'abbondanza dei loro prodotti di decadimento stabili, chiamati anche isotopi figli, che si trovano in alcune condriti primitive. Misurare la quantità di questi isotopi figli può dire agli scienziati quando, e forse come, si formano le condriti.

Una recente analisi delle condriti di Myriam Telus di Carnegie riguardava il ferro-60, un isotopo radioattivo di breve durata che decade in nichel-60. Viene creato solo in quantità significative da reazioni nucleari all'interno di certi tipi di stelle, comprese le supernove o le cosiddette stelle asintotiche del ramo gigante (AGB).

Poiché tutto il ferro-60 della formazione del Sistema Solare è decaduto da tempo, la ricerca di Telus, pubblicato in Geochimica et Cosmochimica Acta, focalizzato sul suo prodotto figlio, nichel-60. La quantità di nichel-60 trovata nei campioni di meteorite, in particolare rispetto alla quantità di stabile, ferro-56 "ordinario":può indicare quanto ferro-60 era presente quando si è formato il corpo genitore più grande da cui si è staccato il meteorite. Non ci sono molte opzioni su come un eccesso di ferro-60, che in seguito è decaduto in nichel-60, potrebbe essere entrato in un primitivo oggetto del sistema solare in primo luogo, uno di questi è una supernova.

Mentre la sua ricerca non ha trovato una "pistola fumante, "dimostrando definitivamente che gli isotopi radioattivi sono stati iniettati da un'onda d'urto, Telus ha mostrato che la quantità di Fe-60 presente nel primo Sistema Solare è coerente con l'origine di una supernova.

Tenendo conto di quest'ultima ricerca sui meteoriti, Boss ha rivisitato i suoi precedenti modelli di collasso delle nuvole innescato da onde d'urto, estendendo i suoi modelli computazionali oltre il collasso iniziale e nelle fasi intermedie della formazione stellare, quando il Sole fu creato per la prima volta, un importante passo successivo nel collegare insieme la modellazione dell'origine del sistema solare e l'analisi dei campioni di meteoriti.

"Le mie scoperte indicano che un'onda d'urto di supernova è ancora la storia di origine più plausibile per spiegare gli isotopi radioattivi di breve durata nel nostro Sistema Solare, " disse il capo.

Boss ha dedicato il suo articolo alla defunta Sandra Keiser, un collaboratore di lunga data, che ha fornito supporto computazionale e di programmazione presso il Dipartimento di Magnetismo Terrestre di Carnegie per più di due decenni. Keiser è morto a marzo.