De gewelddadige gebeurtenis die waarschijnlijk voorafging aan de vorming van ons zonnestelsel biedt de oplossing voor een al lang bestaand meteorietmysterie, zegt nieuw werk van Carnegie's Alan Boss, gepubliceerd in The Astrophysical Journal .

De grondstof waaruit ons zonnestelsel was opgebouwd, werd verspreid toen de schokgolf van een exploderende supernova materiaal in een wolk van stof en gas injecteerde, waardoor het op zichzelf instortte. In de nasleep van deze gebeurtenis werd het grootste deel van de geïnjecteerde materie door de zwaartekracht naar het centrum van de wervelwind getrokken, waar de intense drukopbouw het mogelijk maakte om kernfusie te beginnen, en de zon werd geboren. De jonge ster was omgeven door een roterende schijf van het resterende gas en stof, waaruit de planeten en andere zonnestelsellichamen - waarvan sommige uiteindelijk uiteenvielen om asteroïden en meteorieten te vormen - samensmolten.

"Het mysterie komt voort uit het bestuderen van de isotopensamenstelling van meteorieten, die als laboratorium kunnen worden gebruikt om theorieën over de vorming en evolutie van het zonnestelsel te testen", legt Boss uit.

Isotopen zijn versies van elementen met hetzelfde aantal protonen, maar een ander aantal neutronen. Soms, zoals het geval is bij radioactieve isotopen, kan het aantal neutronen dat in de kern aanwezig is, de isotoop onstabiel maken. Om stabiliteit te krijgen, laat de isotoop energetische deeltjes vrij, waardoor het aantal protonen en neutronen verandert, en wordt omgezet in een ander element, een dochterisotoop genaamd.

Boss toegevoegd:"Omdat we precies weten hoe lang dit proces duurt voor verschillende radioactieve isotopen, kan het meten van de hoeveelheid dochterproducten in meteorieten ons vertellen wanneer en mogelijk hoe ze zijn gevormd."

De ijzerisotoop met een atoomgewicht van 60 wordt bijvoorbeeld alleen in significante hoeveelheden geproduceerd door een supernova-explosie en het duurt 2,6 miljoen jaar voordat de helft van de atomen vervalt - de zogenaamde "halfwaardetijd" - tot zijn dochterisotoop , kobalt-60. Dus wanneer significante hoeveelheden kobalt-60 worden gevonden in primitieve meteorieten die koolstofhoudende chondrieten worden genoemd, vertelt dit de onderzoekers dat de grondstof waaruit de chondriet was opgebouwd de overblijfselen bevatte van een supernova-explosie die slechts een paar miljoen jaar voor zijn vorming plaatsvond.

Het chondriet-record kan worden gebruikt om het verhaal over de oorsprong van de supernova voor ons zonnestelsel te bevestigen. Maar andere, minder primitieve, niet-koolstofhoudende meteorieten missen deze ijzer-60-samenstelling, wat betekent dat het materiaal waaruit ze zijn gevormd niet afkomstig is van een stellaire explosie. Dus, waar komt het vandaan?

"Er is geen fysieke verklaring gegeven voor deze dramatische verandering," zei Boss.

Hij werkt al tientallen jaren aan verfijnde modellen van de vorming van ons zonnestelsel en was een van de grondleggers van het verhaal over de oorsprong van supernova-injecties. Door de tijdsperiode die in zijn simulaties wordt weerspiegeld te verlengen, kon hij aantonen dat na de ineenstorting die de chondrieten van ijzer-60 voorzag, het schokfront van de supernova het interstellaire stof achter de resulterende schijf wegveegt en de resulterende protoster versnelt tot een snelheid van enkele kilometers per seconde. Dit is voldoende om de jonge zon ertoe te brengen een nieuw stukje interstellair materiaal te ontmoeten dat binnen een miljoen jaar is uitgeput in ijzer-60 en andere door supernova's gegenereerde isotopen.

"Na sinds het midden van de jaren '90 te hebben gewerkt aan het probleem van het triggeren en injecteren van supernova's, was het verbazingwekkend om dit model eindelijk te kunnen koppelen aan het meteorische bewijs", concludeerde Boss. "Het sluit dit verhaal af met een nette buiging." + Verder verkennen

Nieuw werk biedt nieuw bewijs ter ondersteuning van de supernova-schokgolftheorie van de oorsprong van ons zonnestelsel