Il pannello di sinistra mostra una sezione trasversale del nucleo denso della nuvola (arancione) che sta per essere colpito da un'onda d'urto di supernova (verde scuro) che si muove verso il basso a 40 km/sec. Il gas e la polvere della nube molecolare ambientale (giallo e verde chiaro) che circondano il nucleo della nube a sinistra vengono spazzati via dal fronte d'urto, come mostrato a destra dopo 63.000 anni, quando il nucleo della nube è stato schiacciato dal fronte d'urto formandosi il protosole e il disco protoplanetario su una scala molto più piccola di quella che può essere raffigurata qui. La scatola è lunga circa 1/3 di parsec. Credito:Alan Boss
Il violento evento che probabilmente ha preceduto la formazione del nostro sistema solare contiene la soluzione a un mistero meteoritico di lunga data, afferma il nuovo lavoro di Alan Boss di Carnegie pubblicato su The Astrophysical Journal .
La materia prima da cui è stato costruito il nostro sistema solare è stata dispersa quando l'onda d'urto di una supernova in esplosione ha iniettato materiale in una nuvola di polvere e gas, facendola collassare su se stessa. All'indomani di questo evento, la maggior parte della materia iniettata è stata attratta gravitazionalmente nel centro del turbine, dove l'intenso accumulo di pressione ha permesso l'inizio della fusione nucleare e il sole è nato. La giovane stella era circondata da un disco rotante del gas e della polvere rimanenti, dal quale i pianeti e altri corpi del sistema solare, alcuni dei quali alla fine si separarono per formare asteroidi e meteoriti, si unirono.
"Il mistero nasce dallo studio della composizione isotopica dei meteoriti, che possono essere utilizzati come laboratorio per testare le teorie sulla formazione e l'evoluzione del sistema solare", spiega Boss.
Gli isotopi sono versioni di elementi con lo stesso numero di protoni, ma un numero diverso di neutroni. A volte, come nel caso degli isotopi radioattivi, il numero di neutroni presenti nel nucleo può rendere l'isotopo instabile. Per ottenere stabilità, l'isotopo rilascia particelle energetiche, che alterano il suo numero di protoni e neutroni, trasmutandolo in un altro elemento, chiamato isotopo figlia.
Boss aggiunto:"Poiché sappiamo esattamente quanto tempo impiega questo processo per diversi isotopi radioattivi, misurare la quantità di prodotti figli nei meteoriti può dirci quando, e possibilmente come, si sono formati".
Ad esempio, l'isotopo di ferro con un peso atomico di 60 è prodotto solo in quantità significative dall'esplosione di una supernova e ci vogliono 2,6 milioni di anni prima che metà degli atomi decada - la sua cosiddetta "emivita" - al suo isotopo figlio , cobalto-60. Quindi, quando si trovano quantità significative di cobalto-60 in meteoriti primitivi chiamati condriti carboniose, ciò dice ai ricercatori che la materia prima da cui è stata costruita la condrite conteneva i resti di un'esplosione di supernova avvenuta solo un paio di milioni di anni prima della sua formazione.
Il record di condrite può essere utilizzato per confermare la storia dell'origine della supernova per il nostro sistema solare. Ma altri meteoriti meno primitivi e non carboniosi mancano di questa composizione di ferro-60, il che significa che il materiale da cui si sono formati non ha avuto origine in un'esplosione stellare. Allora, da dove viene?
"Nessuna spiegazione fisica è stata offerta per questo drammatico cambiamento", ha detto Boss.
Ha affinato modelli sofisticati della formazione del nostro sistema solare per diversi decenni ed è stato uno dei creatori della storia dell'origine dell'iniezione di supernova. Estendendo il periodo di tempo riflesso nelle sue simulazioni, è stato in grado di dimostrare che dopo aver innescato il collasso che ha fornito alle condriti il ferro-60, il fronte d'urto della supernova spazza via la polvere interstellare oltre il disco risultante e accelera la protostella risultante a una velocità di diversi chilometri al secondo. Questo è sufficiente per guidare il giovane sole a incontrare una nuova macchia di materiale interstellare che è esaurito in ferro-60 e altri isotopi generati da supernova entro un milione di anni.
"Dopo aver lavorato sul problema dell'innesco e dell'iniezione di supernova dalla metà degli anni '90, è stato fantastico poter finalmente collegare questo modello alle prove meteoriche", ha concluso Boss. "Conclude questa storia con un inchino pulito." + Esplora ulteriormente
