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».

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.

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

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.