太陽系短壽命放射性核素來源奧祕,一連串超新星爆炸提供養分

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 17 日 13:35 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


在蛇夫座活躍恆星形成區域出現的一連串超新星爆炸事件,為太陽系如何富含短壽命放射性同位素的謎團提供新見解,也帶我們看到恆星令人驚歎的生死循環:太陽系的誕生來自其他恆星的死亡;太陽死亡之後,也會成為下一代新生恆星的養分。

1970 年代,科學家在研究隕石礦物時發現短壽命放射性核元素鋁-26 的衰變物,這是鋁所有具放射性的同位素最穩定的元素,存在於形成太陽系星際介質,也可藉由恆星核合成產生,但半衰期很短,僅 717,000 年,因此地球上的鋁-26 自行星形成以來已全部衰變,而隕石衰變物是太陽系嬰兒時期的原始殘餘物。

這些放射性元素可能被附近超新星爆炸、沃夫─瑞葉星(WR 星)的強烈恆星風吹到新生太陽系,過去有模型佐證前者,而加州大學聖克魯茲分校天體物理學家 Douglas NC Lin 領導的團隊,針對蛇夫座恆星形成區域進行多波長觀測,繪製出附近星團到蛇夫座恆星形成區域的鋁-26 流動分布,看到當地濃縮過程與 50 億年前太陽系形成期間發生的情況一致。

由於蛇夫座隔壁就是富含大質量恆星的星團,與太陽長達 100 億年壽命相比,那些巨星壽命僅 4,000 萬年,且臨死前就像壞鄰居瘋狂加熱附近行星形成區域的氣體,過程中破壞行星核心和行星盤,但爆炸時產生的鋁-26 又能平衡壞行為,幫助形成行星。

研究團隊確定,蛇夫座的新生恆星塵埃盤很可能被來自垂死鄰居產生的鋁-26 淹沒,隔壁星團一連串超新星爆炸,最可能是恆星形成雲中短壽命放射性核素的來源。

也就是說,我們的太陽系可能在巨大分子雲和年輕星團內形成,星團內部曾發生一次或多次大質量恆星爆炸事件,污染形成太陽與太陽系行星系統的原始氣體。

團隊也有試著尋找沃夫─瑞葉星,然而研究蛇夫座恆星形成區域時,並未發現沒有沃夫─瑞葉星向蛇夫座傳播鋁-26,數據表明鋁-26 有 59% 可能性來自超新星,其中又高達 68% 可能性來自多顆超新星爆炸而非僅一顆。

研究說明放射性核素豐度可影響正在形成的行星系統,反過來也可為尋找系外適居系統提供新方向。新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。

(首圖來源:加州大學聖克魯茲分校