Home 科学 地球和太阳系可能是由附近爆炸的恒星塑造的

地球和太阳系可能是由附近爆炸的恒星塑造的

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SNR 0519,大约 600 年前爆炸的超新星遗迹

SNR 0519,大约 600 年前爆炸的超新星遗迹

克劳德·科宁/欧空局/Humbable 和 NAA

地球的一些特性可能归功于附近的一颗恒星,该恒星在太阳系形成时爆炸了。这个图案,看到了超新星气泡 包围太阳并用宇宙射线照射它的现象可能在整个银河系中无处不在——这意味着类地行星的数量可能比之前想象的要多得多。

我们知道,感谢古 陨石样品,太阳系曾经充满了快速衰变的发热放射性元素。这些元素产生的热量驱散了太空岩石和彗星中的大量水,这些水聚集在一起形成了地球,确保地球拥有适合生命后来发展的适量水。

然而,目前尚不清楚这些元素是如何到达太阳系的。其中许多常见于超新星爆炸中,但对附近超新星的模拟一直难以产生从陨石样本推断出的早期太阳系中存在的放射性元素的准确比例。一个问题是,这些附近的爆炸可能也非常强大,以至于它们会在任何行星形成之前就将脆弱的早期太阳系炸得四分五裂。

现在,泽田亮 日本东京大学的教授和他的同事发现,只要超新星距离稍微远一点,它就可以为地球提供必要的放射性成分,而不会扰乱行星的形成过程。

在他们的模型中,距离太阳系约 3 光年的超新星可以通过两阶段过程产生所需的放射性元素。有些物质,例如放射性铝和锰,将直接在超新星中产生,然后通过爆炸恒星的冲击波传播到太阳系。

然后,从超新星发出的称为宇宙射线的高能粒子将跟随这些冲击波,撞击太阳系中仍在形成的气体、尘埃和岩石盘中的其他原子,这一过程将产生所需的剩余放射性元素,例如铍和钙。 “以前的太阳系形成模型只关注物质的注入。我意识到我们忽略了高能粒子,”泽田说。 “我想,‘如果年轻的太阳系只是被这个粒子浴吞没呢?’”

由于这一过程涉及的超新星距离比之前的研究更远,Sawada 和他的团队估计,10% 到 50% 的类太阳恒星和行星系统可能以这种方式植入了放射性元素,并产生了拥有与地球类似的丰富水的行星。泽田说,对于以前的模型来说,由于超新星就在附近,被击中就像“中了彩票”。但将超新星移得更远意味着“地球的形成可能不是一次罕见的事故,而是整个银河系发生的普遍过程,”他说。

“这很新颖,因为它在破坏和创造之间取得了良好的平衡,”科西莫·因塞拉 (Cosimo Inserra) 说 在英国卡迪夫大学。 “你需要正确的元素和正确的距离。”

如果这种机制是正确的,它将有助于指导未来通过美国宇航局宜居世界天文台等计划中的望远镜寻找类地行星因塞拉说,通过寻找古代超新星的痕迹并找到当时距离它们很近的恒星系统。

科学进步
DOI:10.1126/sciadv.adx7892

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