Нова теорія формування Сонячної системи стверджує, що вона утворилася в оболонці навколо мертвої зорі.
З попелу однієї зорі народжується інша...
Астрономи вже давно знали: більшість елементів з періодичної системи синтезуються в ядерних печах, що світяться в нічному небі. Тоді, коли ці зорі доходять свого фінішу, вони скидають напрацьований в цих печах матеріал назовні — в цьому своєрідному насінні Космосу вже присутні ті елементи, які стануть будівельним матеріалом для формування зір нового покоління. Сонце не є винятком. Але оскільки Сонячна система, безумовно, утворилася із залишків попередніх зір, ситуація залишається актуальною темою для дискусій.
Результати нового дослідження, оприлюднені в The Astrophysical Journal Letters, вказують на те, що Сонце розпочало свій життєвий шлях на краю велетенської бульбашки навколо мертвої зорі. Це дещо несподіваний висновок, бо тоді слід говорити про те, що Сонячна система сформована в не зовсім типовому середовищі.
Туманність навколо зорі WR-124. Зоря Вольфа-Райє може бути каталізатором формування Сонячної системи. Фото з сайту www.skyandtelescope.com.
Астрофізична судова експертиза
Хоча може здатися, що подробиці формування ранньої Сонячної системи втрачені — їх неможливо реконструювати. Але науковці запевняють — це не зовсім так і метеорити можуть принести суперечливі підказки. У 1976 році, наприклад, вчені з’ясували, що один метеорит містив стійкі дочірні ізотопи алюмінію-26. З цього випливав висновок про те, що рання Сонячна система була переповнена короткоживучим алюмінієвим радіоізотопом.
Із такого припущення слідувало, що причиною його появи в ранній Сонячній системі міг бути певний катаклізм по сусідству з нею — наприклад, зоряний вибух (спалах Наднової). У такому сценарії за Надновою була закріплена роль постачальника величезної кількості речовини в велетенські газопилові хмари, що ініціювало процеси формування нашого Сонця.
Вирішальним, головним моментом в цій історії стали виконані під керівництвом Ніколя Дафхаса (Nicolas Dauphas) з Чиказького університету вимірювання. У 2012 р. Дафхас і його команда знайшли забагато заліза-60 в кількох метеоритах. Це було незвичне відкриття з огляду на те, що сусідня Наднова, окрім алюмінію-26, порадувала науковців наявністю в інжектованій нею при спалаху речовині ще одного вельми критичного і важливого елемента — заліза-60.
Моделювання зоряного вітру зорі Вольфа-Райє
Виконане дослідниками моделювання показує, як протягом 4,7 мільйонів років утворюються бульбашки в інтенсивних зоряних вітрах від масивної зорі. Науковці Чикаго постулювали, як Сонячна система могла сформуватися в щільній оболонці такого міхура.
Щоб пояснити причини деякої невідповідності основних положень обох теорій та спричинені ними кінцеві розбіжності, вчені мусили визначити, чому Наднова може інжектувати в простір певні ізотопи, а інших зовсім не генерувати. «Це занадто велика відмова від рук і тонка настройка», — зауважив провідний автор Вікрам Дворкадас (Vikram Dwarkadas) Чиказького університету. Для верифікації своїх висновків вчені вирішили дослідити гігантські зорі Вольфа-Райє, маса яких в 25 разів перевищує сонячну.
Моделювання показує, як протягом 4,7 мільйонів років утворюються бульбашки від інтенсивних зоряних вітрів, створених масивною зорею. Науковці Чиказького університету припустили, що Сонячна система могла б сформуватися в щільній оболонці такого міхура. Фото з сайту www.skyandtelescope.com.
На відміну від Наднових, де драматичні вибухи виносять елементи прямо в космічний простір, гарячі та надзвичайно високої світності зорі Вольфа-Райє інжектують елементи зі своєї поверхні в міжзоряне середовище в інтенсивних зоряних вітрах. Ці вітри містять багато алюмінію-26, але дуже мало заліза-60. Таким чином, у Дваркадаса існували певні підозри щодо того, що саме зорі типу Вольфа-Райє є ідеальним тригером для запуску перших етапів формування Сонячної системи.
Вітри зір Вольфа-Райє прориваються в речовину, що їх оточує, утворюючи міхур. «Це як снігоприбиральна машина», — зауважує Дворкадас. «Ти йдеш так швидко, що ти просто розіб’єш усе, що стоїть перед тобою». Сонце могло сформуватися в стінках цього величезного космічного міхура.
Зокрема, зоря інжектує алюміній-26, що осідає на зернах пилу. Енергія цих зерен достатня для того, аби пробитися крізь одну сторону стінки, депонувавши алюміній всередину. Зрештою, після смерті зорі Вольфа-Райє, стінка міхура остигає, частини її руйнуються, залишки цієї речовини слугують будівельним матеріалом для формування нових зір наступного покоління, до яких належить Сонце.
Ідеальне місце
Едвард Янґ (Edward Young) із Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, який не був залучений до дослідження, погоджується, що зірки Вольфа-Райє — це надійні винуватці. «Ви все ще бачите багато публікацій, в яких йдеться — саме алюміній-26 свідчить про те, що для Сонячної системи існує Наднова-тригер, але я думаю — переважна більшість космохіміків сьогодні погоджується з тим, що це просто неправильно», — сказав він.
Проте, Янґ не погоджується з тим, що Сонце утворилося в стінках вітрового міхура зорі Вольфа-Райє. Натомість він стверджує — Сонце, можливо, виникло в зоні формування зір забрудненій найближчими зорями Вольфа-Райє. Ви будете мати рацію в тому, що такий регіон також буде забруднений вибухами Наднових, але Янґ стверджує: Наднові не надто часто трапляються в таких регіонах. Це тому, що вони утворюються із зір, менших від зір Вольфа-Райє. Вік таких зір значно більший, тому в них більше часу для подорожі далеко від зони формування регіону, а зорі Вольфа-Райє мають набагато менше часу для цього, а отже, здебільшого далеко не віддаляються. Тому залізо-60 буде розподілено рівномірно по всій галактиці, натомість алюміній-26 — зосереджений в ділянках зореутворення.
Янґ вважає цей сценарій більш імовірним, оскільки кількість алюмінію-26, виявлених в метеоритах, дорівнює тим значенням, які реєструють в зонах зореутворення. Він також стверджує: малоймовірно, щоб Сонце сформувалося в такому ж середовищі, як і край вітрового пузиря мертвої зорі. (Пам’ятайте правило «Бритва Оккама», яке стверджує, що найпростіше пояснення найчастіше є правильним).
Врешті-решт, науковці отримають відповідь на те, яка з теорій формування Сонячної системи правильна — традиційна і найбільш верифікована, чи нова, глибоко своєрідна. «Ми хочемо знати, як сформований наш світ, з тим, щоб зрозуміти, чи є ми особливими — чи існує щось інше в нашому світі чи наша присутність є буденною подією, а це означає, що можуть існувати інші зоряні системи, схожі на нашу, і можливе життя», — зазначив Дворкадас.
За інф. з сайту www.skyandtelescope.com підготував Георгій Ковальчук
