計算機模擬超新星爆發或促成太陽系形成

黄容

這是仙後座A，一個超新星爆發遺迹。最新研究顯示，一次與此相類似的超新星爆發事件可能促發了太陽系的形成。
      
       北京時間8月10日消息，據美國太空網報道，根據一項最新的D計算機模擬結果，一顆早期爆炸的恒星可能促發了太陽系的形成。一般認爲我們的太陽系是在大 約億年前由一團旋轉中的塵埃氣體雲形成的，這團氣體雲也就被稱作“太陽星雲”。幾十年來，科學家們一直懷疑是一次超新星爆發幫助促發了太陽系的形成。 尤其是，這樣一次爆發産生的沖擊波可能造成了這一原始塵埃雲的局部擠壓，從而促成了塌縮的發生。
       根據這一理論，這樣一次爆發將可以將物質抛射近太陽星雲。科學家們先前已經在隕星中探測到這種太陽系外物質的“汙染”現象。這些“汙染物”是短壽命的放射性同位素，所謂同位素就是具有相同質子數但中子數卻不同的元素。
       短壽命的放射性元素會在數百萬年內衰變，形成符合一定比例的子元素。當然這裏所說的短壽命是相對的，因爲其他一些同位素衰變的周期可以達到數十億年，因此數百萬年的壽命相比之下就顯得短壽。
       然而對于這些在隕星中發現的短壽命放射性元素和它們子元素的分析卻對太陽系的超新星促成理論提出了挑戰。有證據顯示短壽命放射性同位素必須在超新星爆發中形成，隨後進入太陽星雲並最終進入隕星，並且所有這一切都必須在不到'00萬年的時間內發生。
       爲了考察這種超新星爆發是否可以解釋在原始的隕星中所觀察到的同位素現象，科學家們開發了計算機模型來描述超新星爆發沖擊波和太陽系形成過程。這一研究的第一作者是阿蘭·博斯(Alan Boss)他是一位華盛頓卡內基學院的天體物理學家。
       在此之前，博斯和他的同事桑德拉·凱瑟(Sandra Keiser)開發了一種二維模型，其中包含了短壽命的放射性同位素鐵-0，它只有在大質量恒星內部的核反應中才能大量産生，因此它的來源只有兩種可能 ——超新星爆發或者一種名爲“漸近巨星支”的恒星(AGB)。模型顯示鐵-0可能産生于超新星爆發過程中，因爲AGB恒星産生的沖擊波太過厚重，很難將 鐵-0抛射進太陽星雲。相比之下，超新星的沖擊波則要稀薄數百倍。
       現在，博斯和凱瑟已經開發出了他們的首套有關超新星爆發和太陽系形成的D計算機模型。這讓他們得以觀察沖擊波沖擊太陽星雲的過程，將其壓縮並 形成一個抛物線形激波區，包裹住整個太陽星雲，在星雲表面形成手指狀的凹槽。這些凹槽讓那些短壽命放射性同位素進入了太陽星雲。不到'0萬年後，太陽星雲 開始塌縮，形成了我們太陽系。
       這一D模型顯示，只需要'~;個這種手指狀凹槽便可以解釋科學家們在原始隕星中觀察到的短壽命放射性同位素。然而研究人員們仍在嘗試尋找其它 超新星爆發沖擊波的測量證據以便可以將其和一次超新星爆發事件相互吻合。博斯告訴太空網稱，他們還必須解釋太陽星雲自轉的來源，如此才能形成一個以太陽爲 中心，很多原始行星圍繞運行的太陽系。有關這一研究的論文已經發表在了最近出版的《天體物理學通報》上。