מה הניע את היווצרות הפינה הקטנה שלנו ביקום - השמש והמערכת הפלנטרית שלנו? במשך כמה עשורים, מדענים חשבו שמערכת השמש נוצרה כתוצאה מגל הלם מכוכב מתפוצץ - סופרנובה - שהביא להתמוטטות של ענן גז צפוף ומאובק, שהתכווץ אז ליצירת השמש והכוכבים. אולם מודלים מפורטות של תהליך היווצרות זה עבדו רק תחת ההנחה המפשטת כי הטמפרטורות במהלך האירועים האלימים נותרו קבועות. זה כמובן לא סביר מאוד. אולם כעת, אסטרופיסיקאים ממחלקת המגנטיות היבשתית במכון קרנגי הראו לראשונה כי סופרנובה אכן הייתה יכולה להפעיל את היווצרות מערכת השמש בתנאים הסבירים יותר של חימום וקירור מהיר. אז האם הממצאים החדשים הללו פתרו את הדיון הארוך הזה?
"היו לנו עדויות כימיות מטאוריטים שמצביעות על סופרנובה שמפעילה את התהוות מערכת השמש שלנו מאז שנות השבעים," העיר המחבר הראשי, אלן בוס של קרנגי. "אבל השטן היה בפרטים הקטנים. עד למחקר זה מדענים לא הצליחו לפתח תרחיש עקבי-עצמי, שבו קריסה מופעלת באותו זמן שמוזרמים לענות המתמוטטת איזוטופים חדשים מהסופרנובה. "
איזוטופים רדיואקטיביים קצרי מועד - גרסאות של אלמנטים עם מספר זהה של פרוטונים, אך מספר שונה של נויטרונים - שנמצאו במטאוריטים ישנים מאוד מתפוררים על מדדי זמן של מיליוני שנים והופכים לאלמנטים שונים (מה שנקרא בת). מציאת יסודות הבת במטאוריטים פרימיטיביים מרמזת כי כנראה שהרדיואיזוטופים בעלי אורך הקצר היו נוצרים רק כמיליון שנים לפני שהמטאוריטים עצמם נוצרו. "אחד האיזוטופים ההורים הללו, ברזל -60, יכול להיעשות בכמויות משמעותיות רק בכבשן הגרעיני החזק של כוכבים מאסיביים או מפותחים", הסביר בוס. "ברזל -60 מתפרק לניקל -60, וניקל -60 נמצא במטאוריטים פרימיטיביים. אז ידענו איפה ומתי נוצר האיזוטופ של ההורה, אבל לא איך הוא הגיע לכאן. "
דגמים קודמים של בוס ועמיתי DTM לשעבר פרודנס פוסטר הראו שאפשר להפקיד את האיזוטופים לענן שקדם לשמש אם גל ההלם מפיצוץ סופרנובה האטה ל -6 עד 25 מייל לשנייה והגל והענן היו בעלי טמפרטורה קבועה של - 440 מעלות צלזיוס. "הדגמים האלה לא עבדו אם החומר היה מחומם על ידי דחיסה והצטנן בקרינה, וההתערבות הזו הותירה ספקות רציניים בקהילה אם הלם סופרנובה התחיל את האירועים האלה לפני למעלה מארבעה מיליארד שנה או לא," העיר הררי וונהלה, שמצא את התוצאה השלילית בדוקטורט. עבודת תזה במרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה בשנת 1997.
החוקרים, קרנגי, שקלו להשתמש בקוד הידרודינמיקה של עידון רשת אדפטיבית, FLASH2.5, שנועד להתמודד עם חזיתות זעזועים, כמו גם חוק קירור משופר. בכל הדגמים, חזית ההלם פגעה בענן שקדם לשמש עם מסת השמש שלנו, המורכבת מאבק, מים, חד תחמוצת הפחמן ומימן מולקולרי, והגיעה לטמפרטורות של עד 1,340 מעלות צלזיוס (1000 K). בהיעדר צינון, הענן לא יכול היה לקרוס. עם זאת, עם חוק הקירור החדש, הם גילו כי לאחר 100,000 שנה הענן הקדם-סולארי היה צפוף פי אלף מבעבר, וכי החום מקדימת ההלם איבד במהירות, והתוצאה הייתה שכבה דקה בלבד עם טמפרטורות בקרבת 1,340 מעלות צלזיוס (1000 K). לאחר 160,000 שנה, מרכז הענן קרס והפך צפוף פי מיליון ויצר את הפרוטוזון. החוקרים גילו כי איזוטופים מקדימת ההלם היו מעורבבים בפרוטוזון באופן התואם את מקורם בסופרנובה.
"זו הפעם הראשונה שמוצג דגם מפורט של סופרנובה המפעילה את היווצרותה של מערכת השמש שלנו עובד", אמר בוס. "התחלנו במפץ קטן 9 מיליארד שנה אחרי המפץ הגדול."
מקור: מכון קרנגי למדע
