Результаты опубликованы в последнем выпуске журнала Nature Communications.Около 4,6 миллиарда лет назад облако газа и пыли, которое в конечном итоге сформировало нашу солнечную систему, было нарушено. Последующий гравитационный коллапс сформировал прото-Солнце с окружающим его диском, на котором родились планеты. Сверхновая — звезда, взрывающаяся в конце своего жизненного цикла — будет иметь достаточно энергии, чтобы сжать такое газовое облако.
Однако не было убедительных доказательств в поддержку этой теории. Кроме того, природа сработавшей сверхновой оставалась неуловимой.Цянь и его сотрудники решили сосредоточиться на короткоживущих ядрах, присутствующих в ранней Солнечной системе.
Из-за их короткого времени жизни эти ядра могли образоваться только в результате срабатывания сверхновой звезды. Их численность в ранней солнечной системе была определена по продуктам их распада в метеоритах. Как мусор от образования Солнечной системы, метеориты сравнимы с остатками кирпичей и строительного раствора.
Они рассказывают нам, из чего состоит Солнечная система, и в частности, какие короткоживущие ядра давала сработавшая сверхновая.«Это судебно-медицинское свидетельство, которое нам нужно, чтобы помочь нам объяснить, как была сформирована Солнечная система», — сказал Цянь. «Это указывает на маломассивную сверхновую в качестве спускового механизма».Цянь — эксперт по образованию ядер в сверхновых. Его предыдущие исследования были сосредоточены на различных механизмах, с помощью которых это происходит в сверхновых разной массы.
В его команду входит ведущий автор статьи Пройвал Банерджи, бывший доктор философии. студент и научный сотрудник постдокторантуры, а также давние сотрудники Александр Хегер из Университета Монаша, Австралия, и Вик Хэкстон из Калифорнийского университета в Беркли. Цянь и Банерджи поняли, что предыдущие усилия по изучению формирования Солнечной системы были сосредоточены на спусковом крючке сверхновой большой массы, который оставил бы после себя набор ядерных отпечатков, которых нет в метеорной записи.Цянь и его сотрудники решили проверить, может ли сверхновая с малой массой, примерно в 12 раз тяжелее нашего Солнца, объяснить метеоритные данные.
Они начали свое исследование с изучения бериллия-10, короткоживущего ядра, которое имеет 4 протона (следовательно, четвертый элемент в периодической таблице) и 6 нейтронов, весом 10 единиц массы. Это ядро широко распространено в метеоритах.На самом деле повсеместное распространение Бериллия-10 само по себе было чем-то вроде загадки. Многие исследователи предположили, что расщепление — процесс, при котором частицы высокой энергии отрывают протоны или нейтроны от ядра с образованием новых ядер — космическими лучами является причиной обнаружения бериллия-10 в метеоритах.
Цянь сказал, что эта гипотеза включает множество неопределенных исходных данных и предполагает, что бериллий-10 не может быть получен в сверхновых.Используя новые модели сверхновых, Цянь и его сотрудники показали, что бериллий-10 может быть получен путем расщепления нейтрино в сверхновых как малых, так и больших масс.
Однако только сверхновая с малой массой, вызвавшая образование Солнечной системы, согласуется с общей метеоритной записью.«Результаты этой статьи открыли совершенно новое направление в наших исследованиях», — сказал Цянь. "Помимо объяснения распространенности бериллия-10, эта модель маломассивной сверхновой звезды также может объяснить короткоживущие ядра кальция-41, палладия-107 и некоторых других, обнаруженных в метеоритах. То, что она не может объяснить, должно быть объяснено к другим источникам, требующим детального изучения ».Цянь сказал, что группа хотела бы изучить оставшиеся загадки, связанные с короткоживущими ядрами, обнаруженными в метеоритах.
Однако первым шагом является дальнейшее подтверждение их теории путем изучения лития-7 и бора-11, которые образуются вместе с бериллием-10 в результате нейтринного расщепления в сверхновых. Цянь сказал, что они могут изучить это в будущей статье, и призвал исследователей, изучающих метеориты, посмотреть на корреляции между этими тремя ядрами с помощью точных измерений.