science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Wetenschappers beschrijven hoe het zonnestelsel zich in een bel rond een gigantische ster had kunnen vormen

Deze simulatie laat zien hoe bellen zich in de loop van 4,7 miljoen jaar vormen door de intense stellaire winden van een massieve ster. Wetenschappers van UChicago postuleerden hoe ons eigen zonnestelsel zich in de dichte schil van zo'n luchtbel had kunnen vormen. Credit:V. Dwarkadas/D. Rosenberg

Ondanks de vele indrukwekkende ontdekkingen die mensen over het universum hebben gedaan, wetenschappers zijn nog steeds onzeker over het geboorteverhaal van ons zonnestelsel.

Wetenschappers van de Universiteit van Chicago hebben een uitgebreide theorie opgesteld over hoe ons zonnestelsel zou kunnen zijn gevormd in de door de wind geblazen bellen rond een reus, lang overleden ster. Gepubliceerd op 22 december in de Astrofysisch tijdschrift , de studie behandelt een zeurend kosmisch mysterie over de overvloed van twee elementen in ons zonnestelsel in vergelijking met de rest van de melkweg.

De algemene heersende theorie is dat ons zonnestelsel miljarden jaren geleden in de buurt van een supernova is gevormd. Maar het nieuwe scenario begint in plaats daarvan met een gigantisch type ster genaamd een Wolf-Rayet-ster, die meer dan 40 tot 50 keer zo groot is als onze eigen zon. Ze verbranden de heetste van alle sterren, tonnen elementen produceren die van het oppervlak worden geslingerd in een intense sterrenwind. Terwijl de Wolf-Rayet-ster zijn massa verliest, de stellaire wind ploegt door het materiaal dat eromheen was, het vormen van een bellenstructuur met een dichte schaal.

"De schaal van zo'n luchtbel is een goede plek om sterren te produceren, " omdat stof en gas binnenin vast komen te zitten waar ze kunnen condenseren tot sterren, zei co-auteur Nicolas Dauphas, hoogleraar bij de vakgroep Geofysische Wetenschappen. De auteurs schatten dat 1 tot 16 procent van alle zonachtige sterren zou kunnen worden gevormd in dergelijke stellaire kraamkamers.

Deze opstelling verschilt van de supernovahypothese om twee isotopen te begrijpen die in vreemde proporties voorkomen in het vroege zonnestelsel, vergeleken met de rest van de melkweg. Meteorieten die overblijven uit het vroege zonnestelsel vertellen ons dat er veel aluminium-26 was. In aanvulling, studie, waaronder een 2015 van Dauphas en een oud-student, suggereren steeds meer dat we minder van de isotoop ijzer-60 hadden.

Deze simulatie laat zien hoe bellen zich in de loop van 4,7 miljoen jaar vormen door de intense stellaire winden van een massieve ster. Wetenschappers van UChicago postuleerden hoe ons eigen zonnestelsel zich in de dichte schil van zo'n luchtbel had kunnen vormen. Krediet:V. Dwarkadas &D. Rosenberg

Dit brengt wetenschappers kort, omdat supernovae beide isotopen produceren. "Het roept de vraag op waarom de ene in het zonnestelsel werd geïnjecteerd en de andere niet, " zei co-auteur Vikram Dwarkadas, een universitair hoofddocent astronomie en astrofysica.

Dit bracht hen bij Wolf-Rayet-sterren, die veel aluminium-26 vrijgeven, maar geen ijzer-60.

"Het idee is dat aluminium-26 dat van de Wolf-Rayet-ster wordt geslingerd, naar buiten wordt gedragen op stofkorrels die rond de ster zijn gevormd. Deze korrels hebben genoeg momentum om door één kant van de schaal te prikken, waar ze meestal worden vernietigd - het aluminium in de schaal opsluiten, " zei Dwarkadas. Uiteindelijk, een deel van de schaal zakt naar binnen door de zwaartekracht, ons zonnestelsel vormen.

Wat betreft het lot van de gigantische Wolf-Rayet-ster die ons beschutte:zijn leven eindigde lang geleden, waarschijnlijk in een supernova-explosie of een directe ineenstorting van een zwart gat. Een directe ineenstorting tot een zwart gat zou weinig ijzer-60 produceren; als het een supernova was, het ijzer-60 dat bij de explosie is ontstaan, is mogelijk niet door de bellenwanden gedrongen, of ongelijk verdeeld was.

Andere auteurs op het papier waren UChicago-student Peter Boyajian en Michael Bojazi en Brad Meyer van Clemson University.