Een internationaal team van astronomen, waaronder Stella Offner van de Universiteit van Texas in Austin, heeft een nieuwe methode voorgesteld voor de vorming van aluminium-26 in sterrenstelsels die planeten vormen. Omdat men denkt dat het radioactieve verval een warmtebron vormt voor de bouwstenen van planeten, planetesimalen genoemd, het is belangrijk voor astronomen om te weten waar aluminium-26 vandaan komt. Hun onderzoek is gepubliceerd in het huidige nummer van Het astrofysische tijdschrift .

"Atomen zoals aluminium en zijn radioactieve isotoop aluminium-26 stellen ons in staat om archeologie van het zonnestelsel uit te voeren, '" zei Offner. "Het is opwindend dat de overvloed aan verschillende atomen van vandaag aanwijzingen kan geven over de vorming van ons zonnestelsel miljarden jaren geleden."

Sinds de ontdekking in de Allende-meteoriet in 1976, astronomen hebben gedebatteerd over de oorsprong van de aanzienlijke hoeveelheid aluminium-26 in ons vroege zonnestelsel. Sommigen hebben gesuggereerd dat het hier werd geblazen door supernova-explosies en winden van massieve sterren. Echter, deze scenario's vereisen veel kans:onze zon en planeten zouden zich op precies de juiste afstand van massieve sterren moeten vormen, die vrij zeldzaam zijn.

Het team van Offner heeft een verklaring voorgesteld waarvoor geen externe bron nodig is. Ze stellen voor dat aluminium-26 zich dicht bij de jonge zon in het binnenste deel van de omringende planeetvormende schijf heeft gevormd. Toen er materiaal van de binnenrand van de schijf op de zon viel, het creëerde schokgolven die hoogenergetische protonen produceerden die bekend staan ​​​​als kosmische straling.

De zon verlaten met bijna de snelheid van het licht, de kosmische stralen sloegen in op de omringende schijf, botsen met de isotopen aluminium-27 en silicium-28, veranderen ze in aluminium-26.

Vanwege de zeer korte halfwaardetijd van ongeveer 770, 000 jaar, aluminium-26 moet zijn gevormd of gemengd in de omringende planeetvormende schijf van de jonge zon kort voor de condensatie van de eerste vaste materie in ons zonnestelsel. Het speelt een belangrijke rol bij de vorming van planeten zoals de aarde, omdat het voldoende warmte kan leveren door radioactief verval om planetaire lichamen te produceren met gelaagde interieurs (zoals de vaste kern van de aarde met daarop een rotsachtige mantel en daarboven, een dunne korst). Het radioactieve verval van aluminium-26 helpt ook om vroege planetesimalen uit te drogen om waterarme, rotsachtige planeten.

Aluminium-26 lijkt een vrij constante verhouding te hebben tot de isotoop van aluminium-27 in de oudste lichamen van ons zonnestelsel, de kometen en asteroïden. Sinds de ontdekking van aluminium-26 in meteorieten (die chips zijn van asteroïden), er is veel moeite gedaan om een ​​plausibele verklaring te vinden voor zowel de introductie ervan in ons vroege zonnestelsel als de vaste verhouding tussen aluminium-26 en aluminium-27.

Het team van Offner richtte zijn studies op een overgangsperiode tijdens de vorming van de zon:wanneer het gas rond de jonge ster opraakt en de hoeveelheid gas die op de zon valt aanzienlijk afneemt. Bijna alle jonge sterren ondergaan deze overgang gedurende de laatste tien- tot honderdduizenden jaren van vorming.

Terwijl onze zon zich aan het vormen was, invallend gas volgde magnetische veldlijnen naar het oppervlak. Dit veroorzaakte een heftige schokgolf, de "aanwasschok, " die kosmische straling versnelde. Deze kosmische stralen stroomden naar buiten totdat ze gas in de planeetvormende schijf raakten en chemische reacties veroorzaakten. De wetenschappers berekenden verschillende modellen voor dit proces.

"We ontdekten dat lage accretiesnelheden in staat zijn om de hoeveelheden aluminium-26 te produceren, en de verhouding van aluminium-26 tot aluminium-27 die aanwezig is in het zonnestelsel, " zei de hoofdauteur van de krant, Brandt Gaches van de Duitse universiteit van Keulen.

Het voorgestelde mechanisme is over het algemeen geldig voor een breed scala aan lichte sterren, inclusief zonachtige sterren. Het is in deze systemen dat astronomen de meeste exoplaneten hebben ontdekt die nu bekend zijn.

"Kosmische straling die door accretie werd versneld om jonge sterren te vormen, kan een algemeen pad bieden voor aluminium-26-verrijking in veel planetaire systemen, " Gaches concludeerde, "en het is een van de grote vragen of het voorgestelde mechanisme van versnelling door schokgolven zal worden waargenomen bij het vormen van sterren."