Apa yang mendorong pembentukan sudut kecil alam semesta kita - sistem matahari dan planet kita? Selama beberapa dekad, para saintis berpendapat bahawa Sistem Suria terbentuk akibat gelombang kejutan dari bintang yang meletup - supernova - yang memicu keruntuhan awan gas yang tebal dan berdebu, yang kemudian berkontraksi untuk membentuk Matahari dan planet-planet. Tetapi model terperinci proses pembentukan ini hanya berfungsi di bawah anggapan penyederhanaan bahawa suhu semasa kejadian ganas tetap berterusan. Itu tentu saja tidak mungkin. Tetapi sekarang, ahli astrofizik di Jabatan Magnetisme Terestrial (DTM) Carnegie Institution telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahawa supernova sememangnya boleh mencetuskan pembentukan Sistem Suria di bawah keadaan pemanasan dan penyejukan yang lebih mungkin. Oleh itu, adakah penemuan baru ini dapat menyelesaikan perbahasan lama ini?
"Kami mempunyai bukti kimia dari meteorit yang menunjukkan supernova yang memicu pembentukan Sistem Suria kita sejak tahun 1970-an," kata penulis utama, Carnegie, Alan Boss. "Tetapi syaitan telah memperincikannya. Sehingga kajian ini, saintis belum dapat membuat senario yang konsisten sendiri, di mana keruntuhan dicetuskan pada masa yang sama bahawa isotop yang baru dibuat dari supernova disuntikkan ke dalam awan yang runtuh. "
Isotop radioaktif jangka pendek - versi elemen dengan bilangan proton yang sama, tetapi bilangan neutron yang berbeza - terdapat pada meteorit yang sangat tua yang merosot pada skala masa berjuta-juta tahun dan berubah menjadi elemen (yang disebut anak perempuan) yang berbeza. Mencari unsur anak perempuan dalam meteorit primitif menunjukkan bahawa radioisotop jangka pendek induk mesti dibuat hanya sejuta tahun sebelum meteorit itu sendiri terbentuk. "Salah satu isotop induk ini, besi-60, dapat dibuat dalam jumlah yang besar hanya di tungku nuklear kuat bintang besar atau berevolusi," jelas Boss. "Iron-60 merosot menjadi nikel-60, dan nikel-60 telah ditemukan pada meteorit primitif. Oleh itu, kami telah mengetahui di mana dan kapan isotop induk dibuat, tetapi tidak bagaimana ia sampai di sini. "
Model sebelumnya oleh Boss dan mantan DTM Fellow Prudence Foster menunjukkan bahawa isotop dapat dimasukkan ke dalam awan pra-surya jika gelombang kejutan dari letupan supernova melambat hingga 6 hingga 25 batu sesaat dan gelombang dan awan mempunyai suhu tetap - 440 ° F (10 K). "Model-model itu tidak berfungsi jika bahan tersebut dipanaskan dengan pemampatan dan disejukkan oleh radiasi, dan teka-teki ini telah menimbulkan keraguan serius dalam masyarakat tentang apakah kejutan supernova memulakan peristiwa ini lebih dari empat miliar tahun yang lalu atau tidak," kata Harri Vanhala, yang menemui keputusan negatif dalam Ph.D. karya tesis di Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics pada tahun 1997.
Dengan menggunakan kod hidrodinamik penyempurnaan mesh adaptif, FLASH2.5, yang direka untuk menangani bahagian depan kejutan, serta undang-undang penyejukan yang lebih baik, para penyelidik Carnegie mempertimbangkan beberapa situasi yang berbeza. Dalam semua model, depan kejutan melanda awan pra-surya dengan jisim Matahari kita, yang terdiri daripada habuk, air, karbon monoksida, dan hidrogen molekul, mencapai suhu setinggi 1.340 ° F (1000 K). Sekiranya tidak ada penyejukan, awan tidak dapat runtuh. Namun, dengan undang-undang penyejukan yang baru, mereka mendapati bahawa setelah 100.000 tahun, awan pra-suria 1.000 kali lebih padat daripada sebelumnya, dan haba dari depan kejutan hilang dengan cepat, sehingga hanya lapisan tipis dengan suhu mendekati 1,340 ° F (1000 K). Setelah 160.000 tahun, pusat awan runtuh menjadi sejuta kali lebih padat, membentuk protosun. Para penyelidik mendapati bahawa isotop dari depan kejutan dicampurkan ke dalam protosun dengan cara yang sesuai dengan asalnya dalam supernova.
"Ini adalah pertama kalinya model terperinci untuk supernova yang memicu pembentukan sistem suria kita terbukti berfungsi," kata Boss. "Kami bermula dengan Little Bang 9 miliar tahun setelah Big Bang."
Sumber: Carnegie Institution for Science
