Hoe overleefde ons zonnestelsel een supernova?

Bewijs van isotopische verhoudingen in meteorieten geeft aan dat de supernova-explosie dichtbij plaatsvond terwijl onze zon en ons zonnestelsel zich nog in hun vormende stadia bevonden. De resulterende supernova-explosie had het ontluikende zonnestelsel kunnen vernietigen.

Nieuwe berekeningen onthullen dat filamenten van moleculair gas, de geboortecocon van ons zonnestelsel, een belangrijke rol speelden bij het vangen van isotopen die in meteorieten werden gedetecteerd. Tegelijkertijd diende deze draad als een schild en beschermde het het ontluikende zonnestelsel tegen de verwoestende krachten van een nabije supernova-explosie.

Oermeteorieten bewaren informatie over de omstandigheden bij de geboorte van de zon en planeten. De meteorietcomponenten vertonen een inhomogene concentratie van de radioactieve isotoop van aluminium.

Dit verschil geeft aan dat er een extra hoeveelheid radioactief aluminium werd geïntroduceerd kort nadat de vorming van het zonnestelsel begon. Een nabijgelegen supernova-explosie is de beste kandidaat voor deze injectie van nieuwe radio-isotopen.

Maar een supernova die dichtbij genoeg was om de hoeveelheid isotopen te leveren die zichtbaar zijn in meteorieten, zou ook een explosiegolf hebben veroorzaakt die krachtig genoeg was om door het ontluikende zonnestelsel te scheuren.

Een team onder leiding van Doris Arzumanian van het National Astronomical Observatory of Japan heeft een nieuwe verklaring voorgesteld voor hoe het zonnestelsel de hoeveelheid isotopen heeft verkregen die wordt gemeten in meteorieten terwijl het de schok van een supernova overleefde. Sterren vormen zich in grote groepen die clusters worden genoemd in gigantische wolken van moleculair gas.

Deze moleculaire wolken zijn draadvormig. Kleine sterren zoals de zon vormen zich meestal langs filamenten en grotere sterren, die exploderen in een supernova, vormen zich meestal in axonen waar meerdere filamenten elkaar kruisen.

Ervan uitgaande dat de zon gevormd is langs een dichte moleculaire gasvormige gloeidraad, en een supernova ontplofte in een nabijgelegen filamenteuze as, toonde de berekening van het team aan dat het minstens 300.000 jaar zou duren voordat de explosiegolf de dichte filamenten rond het vormende zonnestelsel uit elkaar zou breken.

De componenten van meteorieten verrijkt met radioactieve isotopen gevormd in ongeveer 100.000 jaar vorming van het zonnestelsel binnen de dichte gloeidraad. Het ouderfilament heeft mogelijk als een barrière gediend om de jonge zon te beschermen en heeft geholpen radioactieve isotopen van de explosiegolf van de supernova vast te leggen en naar het zich nog vormende zonnestelsel te kanaliseren.

Referentie: “Insights on the Sun’s Birth Environment in the Context of Star Cluster Formation in Hub-Filament Systems” door Doris Arzumanian, Sota Arakawa, Masato N. Kobayashi, Kazunari Iwasaki, Kohei Fukuda, Shoji Mori, Yutaka Hirai, Masanobu Kunetomo, MS Nanda Kumar en Ichiro Kokobo, 25 april 2023, hier beschikbaar. de Astrofysische dagboekbrieven.
DOI: 10.3847/2041-8213/acc849