太阳系短寿命放射性核素来源奥秘,一连串超新星爆炸提供养分

在蛇夫座活跃恒星形成区域出现的一连串超新星爆炸事件,为太阳系如何富含短寿命放射性同位素的谜团提供新见解,也带我们看到恒星令人惊叹的生死循环:太阳系的诞生来自其他恒星的死亡;太阳死亡之后,也会成为下一代新生恒星的养分。

1970年代,科学家在研究陨石矿物时发现短寿命放射性核元素铝-26的衰变物,这是铝所有具放射性的同位素最稳定的元素,存在于形成太阳系星际介质,也可借由恒星核合成产生,但半衰期很短,仅717,000年,因此地球上的铝-26自行星形成以来已全部衰变,而陨石衰变物是太阳系婴儿时期的原始残余物。

这些放射性元素可能被附近超新星爆炸、沃夫─瑞叶星(WR星)的强烈恒星风吹到新生太阳系,过去有模型佐证前者,而加州大学圣克鲁兹分校天体物理学家Douglas NC Lin领导的团队,针对蛇夫座恒星形成区域进行多波长观测,搭建出附近星团到蛇夫座恒星形成区域的铝-26流动分布,看到当地浓缩过程与50亿年前太阳系形成期间发生的情况一致。

由于蛇夫座隔壁就是富含大质量恒星的星团,与太阳长达100亿年寿命相比,那些巨星寿命仅4,000万年,且临死前就像坏邻居疯狂加热附近行星形成区域的气体,过程中破坏行星核心和行星盘,但爆炸时产生的铝-26又能平衡坏行为,帮助形成行星。

研究团队确定,蛇夫座的新生恒星尘埃盘很可能被来自垂死邻居产生的铝-26淹没,隔壁星团一连串超新星爆炸,最可能是恒星形成云中短寿命放射性核素的来源。

也就是说,我们的太阳系可能在巨大分子云和年轻星团内形成,星团内部曾发生一次或多次大质量恒星爆炸事件,污染形成太阳与太阳系行星系统的原始气体。

团队也有试着寻找沃夫─瑞叶星,然而研究蛇夫座恒星形成区域时,并未发现没有沃夫─瑞叶星向蛇夫座传播铝-26,数据表明铝-26有59%可能性来自超新星,其中又高达68%可能性来自多颗超新星爆炸而非仅一颗。

研究说明放射性核素丰度可影响正在形成的行星系统,反过来也可为寻找系外适居系统提供新方向。新论文发布在《自然天文学》(Nature Astronomy)期刊。

(首图来源:加州大学圣克鲁兹分校)

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