211service.com
Eerste simulatie van de supernova waaruit ons zonnestelsel is voortgekomen
De oorsprong van het zonnestelsel is een van de fundamentele problemen in de astrofysica. Het algemene mechanisme is goed begrepen - een gigantische wolk van gas en stof moet zijn ingestort om de zon en planeten te vormen - maar de duivel is het detail. Wat kan bijvoorbeeld zo'n ineenstorting hebben veroorzaakt?
Er zijn verschillende aanwijzingen. De meest verleidelijke komen van de studie van isotopen in meteorieten. Deze zijn belangrijk omdat astrofysici denken dat deze rotsen tijdens de ineenstorting zijn gevormd en sindsdien onaangeroerd zijn gebleven. Dus hun isotopische samenstelling is een directe weerspiegeling van de omstandigheden die bestonden in de gaswolk toen deze condenseerde.
Een puzzel is de hoeveelheid aluminium-26 in deze rotsen toen ze gevormd werden. Al-26 heeft een halfwaardetijd van ongeveer 700.000 jaar. Het duurt dus niet lang voordat de verhouding tussen Al-26 en zijn neef, Al-24, verandert.
Maar de verhouding is vreemd hoog in een klasse van koolstofhoudende chondrietmeteorieten die CV-chondrieten worden genoemd (de 'V' ontstaat omdat ze zijn vernoemd naar een meteoriet die over Vigarano, Italië viel). Iets moet vers gesmeed Al-26 in deze gaswolk hebben geïnjecteerd toen deze instortte.
De isotoopmetingen geven ook een tijdstempel aan de vorming van deze meteorieten en dit roept een andere puzzel op. De metingen geven aan dat de meteorieten allemaal binnen 20.000 jaar na elkaar moeten zijn gevormd - dat is praktisch gelijktijdig op deze tijdschalen.
Dus wat kan deze Al-26 hebben geproduceerd en zo snel de vorming van meteorieten hebben veroorzaakt?
Er zijn meerdere mogelijkheden. Verschillende soorten sterren laten Al-26 los in de wind die van hen wegstroomt. Een idee is dat ons zonnestelsel zich in de buurt van een van deze heeft gevormd.
De meeste astrofysici geven echter de voorkeur aan een ander idee. Dit is dat er vlakbij een supernova plaatsvond, die een schokgolf van hete gassen, waaronder Al-26, door onze voorloperwolk stuurde.
De moeilijkheid is om onderscheid te maken tussen deze scenario's.
Vandaag onthullen Matthias Gritschneder van de Universiteit van Peking in Peking en een paar vrienden een nieuwe computersimulatie van de vorming van het zonnestelsel die duidelijk de supernovahypothese ondersteunt.
Het nieuwe model bootst na wat er gebeurt als een schokgolf van hete gassen van een supernova door een voorloperwolk van koude gassen gaat.
Niet alleen levert de supernova precies de juiste hoeveelheid Al-26, de schokgolf zorgt er ook voor dat onze gaswolk instort, wat de vorming van het zonnestelsel in gang zet.
Bovendien gebeurt het hele proces erg snel. CV-chondrieten werden waarschijnlijk gevormd toen de temperatuur van de gaswolk onder ongeveer 1800 graden C daalde.
Het nieuwe model laat zien dat dit zou zijn gebeurd over een tijdschaal die verenigbaar is met de 20.000 jaar die het bewijs suggereert.
Er zijn zeker verbeteringen mogelijk aan dit model. Het is een 2D-simulatie in plaats van 3D, dus sommige fysieke processen kunnen niet exact worden gesimuleerd. Er zijn ook andere isotopenverhoudingen die moeten worden uitgelegd.
Maar deze zullen moeten wachten tot meer geavanceerde simulaties mogelijk zijn met meer rekenkracht.
In de tussentijd zullen astrofysici opgelucht zijn dat hun meest gekoesterde ideeën over de vorming van het zonnestelsel stand houden, zelfs bloeien, onder het toezicht van de sterkste numerieke tests die vandaag mogelijk zijn.
3 nov: Bewerkt om een fout in de halfwaardetijd van Al-24 . te wijzigen
Referentie: arxiv.org/abs/1111.0012 : De supernova veroorzaakte vorming en verrijking van ons zonnestelsel