Badania znajdują nowe wskazówki dotyczące formowania się Układu Słonecznego

Badanie kompleksu gwiazdotwórczego Ophiuchus dostarczyło nowych informacji na temat warunków, w jakich narodził się nasz Układ Słoneczny. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy.

Obszar aktywnego formowania się gwiazd w konstelacji Wężownika dostarcza astronomom nowych informacji na temat warunków, w jakich narodził się nasz Układ Słoneczny. W szczególności badania wykazały, w jaki sposób nasz Układ Słoneczny może być bogaty w krótkożyciowe pierwiastki promieniotwórcze.

Dowody na ten proces wzbogacania istnieją od lat 70. XX wieku, kiedy naukowcy badający pewne zanieczyszczenia metaliczne w meteorytach doszli do wniosku, że są to czyste pozostałości po niemowlęcym układzie słonecznym i zawierają produkty rozpadu krótko żyjących radionuklidów. Te radioaktywne pierwiastki mogły zostać wyrzucone na wyłaniający się Układ Słoneczny przez pobliską wybuchającą gwiazdę (supernową) lub przez silne wiatry gwiazdowe z masywnej gwiazdy znanej jako gwiazda Wolfa-Rayeta.

Autorzy nowego badania wykorzystali obserwacje na wielu długościach fali obszaru gwiazdotwórczego Wężownika, w tym oszałamiające nowe dane w podczerwieni, aby ujawnić interakcje między obłokami gazów gwiazdotwórczych a radionuklidami wytwarzanymi w pobliskiej grupie młodych gwiazd. Ich odkrycia wskazują, że supernowe gromady gwiazd są najbardziej prawdopodobnym źródłem krótko żyjących radionuklidów w obłokach gwiazdotwórczych.

„Prawdopodobnie nasz Układ Słoneczny uformował się w gigantyczny obłok molekularny wraz z małą gromadą gwiazd, a jedno lub więcej zdarzeń supernowych z niektórych masywnych gwiazd w tej gromadzie zanieczyściło gaz, który zamienił się w Słońce i jego układ planetarny” – powiedzieli uczestnicy: AUTOR Douglas NC Lane, emerytowany profesor astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz. „Chociaż ten scenariusz został zaproponowany w przeszłości, siła tego artykułu polega na wykorzystaniu obserwacji na wielu długościach fal i złożonej analizie statystycznej w celu wywnioskowania ilościowej miary prawdopodobieństwa modelu” – dodał.

Dane z kosmicznych teleskopów gamma pozwalają na detekcję promieni gamma emitowanych przez krótkożyjący radionuklid glinu 26, powiedział pierwszy autor John Forbes z Centrum Astrofizyki Obliczeniowej Instytutu Flatiron. „Są to trudne obserwacje”, powiedział. „Możemy je przekonująco wykryć tylko w dwóch regionach formowania się gwiazd, a najlepsze dane pochodzą z kompleksu Wężownika”.

Kompleks obłoków Ophiuchus zawiera wiele gęstych protordzeni na różnych etapach formowania się gwiazd i ewolucji dysku protoplanetarnego, które reprezentują wczesne etapy formowania się układu planetarnego. Łącząc dane z obrazowania przy długościach fal od milimetrów do promieni gamma, naukowcy byli w stanie zwizualizować przepływ glinu-26 z pobliskiej gromady gwiazd w kierunku obszaru gwiazdotwórczego Wężownika.

„Proces wzbogacania, który obserwujemy w Ophiuchus, jest zgodny z tym, co wydarzyło się podczas formowania się Układu Słonecznego pięć miliardów lat temu” – powiedział Forbes. „Kiedy zobaczyliśmy ten fajny przykład tego, jak może zajść ten proces, postanowiliśmy spróbować modelować pobliską gromadę gwiazd, która wytworzyła radionuklidy, które widzimy dzisiaj w promieniowaniu gamma” – dodał.

Forbes opracował model, który wyjaśnia każdą masywną gwiazdę, która może istnieć w tym regionie, w tym jej masę, wiek i prawdopodobieństwo wybuchu jako supernowej, a także uwzględnia potencjalne powroty glinu-26 z wiatrów gwiazdowych i supernowych. Model ten umożliwił mu określenie prawdopodobieństw różnych scenariuszy produkcji aluminium-26 obserwowanych dzisiaj.

„Mamy teraz wystarczająco dużo informacji, aby powiedzieć, że istnieje 59% szans, że jest to spowodowane supernową i 68% szans, że pochodzi z wielu źródeł, a nie tylko z jednego” – powiedział Forbes. Lin zauważył, że ten rodzaj analizy statystycznej przypisuje prawdopodobieństwa scenariuszom, które astronomowie dyskutowali przez ostatnie 50 lat.

„To nowy kierunek dla astronomii w szacowaniu prawdopodobieństw” – dodał. Nowe wyniki pokazały również, że ilość krótkożyciowych radionuklidów włączonych do nowo powstałych układów gwiezdnych może się znacznie różnić.

„Wiele nowych systemów gwiezdnych narodzi się z dużą ilością glinu-26, tak jak w naszym własnym układzie słonecznym, ale różnica jest ogromna – wielokrotnie rzędu wielkości” – powiedział Forbes. „Jest to ważne dla wczesnego rozwoju układów planetarnych, ponieważ aluminium-26 jest głównym wczesnym źródłem ogrzewania. Więcej glinu-26 prawdopodobnie oznacza bardziej suche planety” – dodał.

Dane w podczerwieni, które umożliwiły zespołowi zajrzenie przez obłoki pyłowe do rdzenia kompleksu gwiazdotwórczego, zostały uzyskane przez współautora Joao Alvesa z Uniwersytetu Wiedeńskiego w ramach przeglądu VISION pobliskich szkółek gwiezdnych Europejskiego Obserwatorium Południowego. teleskop VISTA w Chile. „Nie ma nic szczególnego w Wężowniku jako regionie formowania się gwiazd” – powiedział Alves.

„To po prostu typowa formacja gazu i młodych masywnych gwiazd, więc nasze wyniki powinny być reprezentatywne dla wzbogacenia krótkożyciowych pierwiastków promieniotwórczych w formowanie się gwiazd i planet w całej Drodze Mlecznej” – podsumował. Zespół wykorzystał również dane z Obserwatorium Kosmicznego Herschela Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), satelity Planck Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) oraz Obserwatorium Compton Gamma Ray NASA. (Ani)

(Ta historia nie została edytowana przez pracowników Devdiscourse i jest automatycznie generowana z udostępnionego kanału.)