Земля и Солнечная система могли быть сформированы взрывом близлежащей звезды

Земля, возможно, обязана некоторыми своими свойствами близлежащей звезде, которая взорвалась как раз в момент формирования Солнечной системы. Эта закономерность, когда пузырь сверхновой окутал Солнце и осыпал его космическими лучами, может быть повсеместной в галактике, что подразумевает, что землеподобных планет может быть гораздо больше, чем считалось ранее.

Благодаря древним образцам метеоритов мы знаем, что Солнечная система когда-то была заполнена тепловыделяющими радиоактивными элементами, которые быстро распадались. Тепло от этих элементов выносило большое количество воды из космических камней и комет, которые объединились, чтобы сформировать Землю, обеспечивая планете необходимое количество воды для последующего развития жизни.

Однако остается неясным, как эти элементы попали в Солнечную систему. Многие из них обычно обнаруживаются при взрывах сверхновых, но моделирование близлежащих сверхновых с трудом воспроизводит точные соотношения радиоактивных элементов, которые, согласно образцам метеоритов, присутствовали в ранней Солнечной системе. Одна из проблем заключается в том, что эти взрывы, произошедшие неподалеку, могли быть настолько мощными, что разрушили бы хрупкую раннюю Солнечную систему еще до образования планет.

Теперь Рё Савада из Токийского университета в Японии и его коллеги обнаружили, что сверхновая могла бы обеспечить необходимые радиоактивные компоненты для Земли, не нарушая процесс формирования планет, если бы она находилась немного дальше.

В их модели сверхновая, расположенная примерно в 3 световых годах от Солнечной системы, могла бы производить необходимые радиоактивные элементы в двухэтапном процессе. Некоторые из них, такие как радиоактивный алюминий и марганец, образовывались бы непосредственно в сверхновой, а затем распространялись бы на ударных волнах от взорвавшейся звезды до Солнечной системы.

Затем высокоэнергетические частицы, называемые космическими лучами, исходящие от сверхновой, следовали бы за этими ударными волнами и сталкивались бы с другими атомами в еще формирующемся диске Солнечной системы из газа, пыли и камней, в результате чего образовывались бы оставшиеся необходимые радиоактивные элементы, такие как бериллий и кальций. «Предыдущие модели формирования Солнечной системы фокусировались только на впрыскивании материи. Я понял, что мы игнорировали высокоэнергетические частицы», — говорит Савада. «Я подумал: „А что, если молодая Солнечная система просто была поглощена этой „ванной“ частиц?“»

Поскольку этот процесс работает со сверхновой, расположенной дальше, чем в предыдущих исследованиях, Савада и его команда подсчитали, что от 10 до 50 процентов звездных и планетных систем, подобных Солнцу, могли быть засеяны радиоактивными элементами таким образом и образовать планеты с земным содержанием воды. Для предыдущих моделей, с близкими сверхновыми, попадание под воздействие сверхновой было «как выигрыш в лотерею», — говорит Савада. Но перемещение сверхновой дальше подразумевает, что «рецепт образования Земли, вероятно, не является редкой случайностью, а универсальным процессом, происходящим по всей галактике», — говорит он.

«Это довольно новаторский подход, потому что это тонкий баланс между разрушением и созиданием», — говорит Козимо Инсерра из Кардиффского университета, Великобритания. «Необходимы правильные элементы и правильное расстояние».

Если этот механизм верен, он может помочь в будущих поисках землеподобных планет с помощью планируемых телескопов, таких как Обсерватория обитаемых миров НАСА, путем поиска следов древних сверхновых и обнаружения звездных систем, которые находились рядом с ними в то время, говорит Инсерра.