Wissenschaftler näherten sich zum ersten Mal der schwierigsten und verantwortungsvollsten Aufgabe – der Simulation einer Supernova-Explosion, deren Überreste möglicherweise unser Sonnensystem hervorgebracht haben.
Der Ursprung des Sonnensystems bleibt eines der drängendsten Probleme der Astrophysik. Im Allgemeinen ist der Mechanismus bekannt: Ein kleiner Teil der riesigen Molekülwolke überlebte den Gravitationskollaps. Der größte Teil seiner Substanz landete im Zentrum, wo es später die Sonne bildete. Der Rest der Materie drehte sich darum und bildete eine protoplanetare Scheibe, aus der Planeten, Satelliten, Asteroiden und alles andere hervorgingen. Der Teufel steckt jedoch wie immer im Detail.
Zum Beispiel bleibt völlig unklar, was diesen anfänglichen Zusammenbruch ausgelöst hat. Um dies zu verstehen, wenden sich Astronomen Untersuchungen der Isotopenzusammensetzung von Meteoriten zu, den ältesten Asteroiden (kohlenstoffh altige CV-Chondriten), von denen angenommen wird, dass sie etwa zur gleichen Zeit entstanden sind und sich seitdem kaum verändert haben.
Diese Studien zeigten etwas sehr Seltsames: große Mengen an Aluminium-26. Mit einer Halbwertszeit von etwa 700.000 Jahren wandelt sich dieses Isotop normalerweise ziemlich schnell in Aluminium-24 um (dieser Prozess könnte im frühen Sonnensystem als wichtige Energiequelle gedient haben – lesen Sie: „Beweis aus der Ferne“). Daher gab es sogar während der Kollapsperiode, als sich diese Meteoriten bildeten, einen Mechanismus, der zusätzliche Mengen an Aluminium-26 in die Gas- und Staubwolke injizierte.
Eine weitere Kuriosität ist die Datierung dieser Asteroiden: Es wird gezeigt, dass sie alle über einen Zeitraum von etwa 20.000 Jahren entstanden sind. Jahre. Nach kosmischen Maßstäben ist dies fast die gleiche Zeit. Die Quelle von Aluminium-26 und das gleichzeitige Erscheinen sehr vieler Asteroiden – das muss jede Hypothese berücksichtigen, die enthüllt, was während des Zusammenbruchs der ursprünglichen Wolke passiert ist.
Von diesen ist heute die Version einer Supernova-Explosion am beliebtesten, die, da sie sich in unmittelbarer Nähe des zukünftigen Sonnensystems ereignet hat, beide anregen könnte. Es gibt andere Versionen - zum Beispiel wird ein Strom von Aluminium-26 neben anderen Partikeln von manchen Sternen emittiert. Es ist nicht einfach, zwischen diesen beiden Möglichkeiten zu wählen.
Eine neue Studie des Astrophysikers Matthias Gritschneder und seiner Kollegen in China könnte einen Hinweis geben. Nachdem sie Computersimulationen dieser fernen Ära durchgeführt hatten, unterstützten sie die Supernova-Hypothese. Wissenschaftler haben ein Modell erstellt, in dem sie den Durchgang einer Welle aus heißem Gas, die durch eine Supernova-Explosion verursacht wurde, durch eine Molekülwolke aus kälterem Gas betrachteten.
Als Ergebnis der Berechnung ergab das Modell genau die richtige Menge an Aluminium-26, und gleichzeitig diente die Stoßwelle des heißen Gases als starker Stimulus, der den Gravitationskollaps auslöste. Als die Temperatur unter 1800 C fiel, begannen Asteroiden zu erscheinen. Es ist auch wichtig, dass sich alles in dem Modell nach kosmischen Maßstäben sehr schnell entwickelt, in einer Zeit, die durchaus mit einem Zeitraum von 20.000 Jahren vergleichbar ist. Alles, wie es - nach vorliegenden Daten - einmal in der Realität war.
Bisher wurden die Berechnungen am Beispiel eines zweidimensionalen Modells durchgeführt, das die Autoren noch verfeinern und verkomplizieren müssen, indem sie es in drei Dimensionen simulieren. Darüber hinaus müssen sie die Verhältnisse anderer Isotope erklären, die bei Untersuchungen von Asteroiden gefunden wurden. Aber ein wichtiger Schritt ist getan – die „Mutter“, die Supernova, die einst unsere gemütliche kleine Welt geboren hat, gibt nach und nach ihre Geheimnisse preis.
