우주의 작은 구석, 즉 태양과 행성계의 형성을 자극 한 것은 무엇입니까? 수십 년 동안 과학자들은 태양계가 폭발하는 별 (초신성)의 충격파의 결과로 조밀하고 먼지가 많은 가스 구름이 붕괴되어 태양과 행성을 형성하기로 결정했다고 생각했습니다. 그러나이 형성 과정의 상세한 모델은 폭력적인 사건 동안 온도가 일정하게 유지되었다는 단순한 가정 하에서 만 작동했다. 물론, 그럴 가능성은 거의 없습니다. 그러나 이제 카네기 연구소의 지구 자기장 (DTM)의 천체 물리학 자들은 초신성이 실제로 급속한 가열 및 냉각 조건에서 태양계 형성을 촉발 할 수 있음을 처음으로 보여주었습니다. 이 새로운 발견들이이 오랜 논쟁을 해결 했습니까?
카네기 앨런 보스 (Carnegie 's Alan Boss) 수석 저자는“우리는 운석으로부터 1970 년대 이후 태양계의 형성을 촉발하는 초신성을 가리키는 화학적 증거를 가지고있다. “하지만 악마는 세부 사항에 있습니다. 이 연구가 끝날 때까지 과학자들은 일관된 시나리오를 만들 수 없었으며, 초신성에서 새로 생성 된 동위 원소가 붕괴하는 구름에 주입되는 것과 동시에 붕괴가 시작되었습니다.”
아주 오래된 운석에서 발견 된 단수의 방사성 동위 원소 (동일한 수의 양성자를 가지지 만 다른 수의 중성자를 가진 원소의 버전)는 수백만 년의 시간 단위로 붕괴되어 다른 (소위 딸) 요소로 변합니다. 원시 운석에서 딸 요소를 찾는 것은 운석 자체가 형성되기 전에 부모의 수명이 짧은 방사성 동위 원소가 백만 년 정도만 창조되어 왔음을 암시합니다. “이러한 부모 동위 원소 중 하나 인 철 60은 거대하거나 진화 된 별의 강력한 핵로에서만 상당량을 만들 수 있습니다. “철 -60은 니켈 -60으로 붕괴되고 니켈 -60은 원시 운석에서 발견되었습니다. 그래서 우리는 부모 동위 원소가 언제 어디서 만들어 졌는지를 알았지 만 그것이 어떻게 도착했는지는 알지 못했습니다.”
Boss와 전 DTM Fellow Prudence Foster의 이전 모델은 초신성 폭발로 인한 충격파가 초당 6 ~ 25 마일로 느려지고 파와 구름의 온도가 일정하면-동위 원소가 태양계에 축적 될 수 있음을 보여주었습니다. 440 ° F (10 K). Harri Vanhala는 다음과 같이 말했습니다 : 박사 학위에서 부정적인 결과를 찾았습니다 1997 년 하버드-스미소니언 천체 물리학 센터에서 논문 연구.
카네기 연구진은 충격을 처리하고 냉각 법을 개선하도록 설계된 적응 형 메쉬 미세 유체 역학 코드 FLASH2.5를 사용하여 여러 가지 상황을 고려했습니다. 모든 모델에서 충격 전선은 먼지, 물, 일산화탄소 및 분자 수소로 구성된 태양 질량에 의해 태양열 이전의 구름을 강타하여 최고 1,340 ° F (1000K)의 온도에 도달했습니다. 냉각이 없으면 클라우드가 붕괴되지 않았습니다. 그러나 새로운 냉각법에 따르면 10 만년이 지난 태양 광 이전의 구름은 이전보다 1,000 배 더 밀도가 높았으며 충격 전선의 열이 빠르게 손실되어 온도가 1,340 ° F에 가까운 얇은 층만있는 것으로 나타났습니다 (1000K). 160,000 년 후, 클라우드 센터는 붕괴되어 백만 배 더 밀도가 높아져 프로토 선을 형성했습니다. 연구원들은 충격 전선의 동위 원소가 초신성에서 기원과 일치하는 방식으로 원생 동물에 혼합되어 있음을 발견했습니다.
보스는“이것은 우리 태양계의 형성을 촉발하는 초신성에 대한 상세 모델이 처음 인 것”이라고 말했다. "우리는 빅뱅 이후 90 억 년 동안 리틀 뱅으로 시작했습니다."
출처 : 과학을위한 카네기 연구소
