Majdnem megsemmisült a Naprendszer egy közeli szupernóva-robbanás miatt

Egy szupernóva-robbanás művészi ábrája. A szupernóva-robbanás után vagy egy szupersűrű neutroncsillaggá, vagy pedig fekete lyukká omlik össze a felrobbanó csillag maradványa

Egy gigantikus szupernóva-robbanás majdnem megsemmisítette a korai Naprendszert, amit csak a rendszert övező kiterjedt gázmolekula-felhő védett meg – erre az eredményre jutottak japán asztrofizikusok egy nemrég publikált tanulmányban.

Fenyegető csillagkatasztrófáról mesélnek a meteoritok

Egy szupernóva, ami az újonnan kialakuló Nap közelében robbant fel, elpusztíthatta volna mindazt, ami a Naprendszerünkké vált, ha nem lett volna a rendszer körül egy hatékony védőernyőként működő molekuláris gázpajzs – állítja a Japán Nemzeti Csillagászati Obszervatórium ( National Astronomical Observatory of Japan) kutatócsoportja az Astrophysical Journal Letters szaklapban közelmúltban közzétett tanulmányában. A tudósok a meteoritokban felfedezett elemek izotópjainak tanulmányozásával jutottak erre a következtetésre.

Egy Földhöz közeli szupernóva-robbanás művészi illusztrációja Forrás: NASA/CXC/M.Weiss/Melissa Weiss [e-mail]

Ezek az űrkőzetek olyan aszteroidák darabjai, amelyek egykor a Nap, majd a Naprendszer bolygóinak kialakulásakor a körülöttük lévő anyagokból keletkeztek.

Mint ilyenek, a meteoritok olyan ősi kövületek,

amelyek lehetővé teszik a tudósok számára, hogy rekonstruálják a Naprendszer kialakulásának, illetve fejlődésének körülményeit. A kutatócsoport az alumínium radioaktív izotópjának különböző koncentrációira bukkant a vizsgált meteoritmintákban.

Egy szupernóva-robbanás művészi ábrája. A szupernóva-robbanás után vagy egy szupersűrű neutroncsillaggá, vagy pedig fekete lyukká omlik össze a felrobbanó csillag maradványa Forrás: AFP

Ez az információ fedte fel, hogy körülbelül 4,6 milliárd évvel ezelőtt további nagy mennyiségű radioaktív alumínium került a kialakulóban lévő Naprendszer „hátsó udvarába". A radioaktív anyag ilyen nagyméretű koncentrációjának legjobb magyarázata egy közeli szupernóva-robbanás - állítják a kutatócsoport tagjai.

Gigantikus lökéshullám veszélyeztette a megszülető bolygókat

A vizsgálatokból ezért Doris Arzoumanian, a Japán Nemzeti Csillagászati Obszervatórium asztrofizikusa által vezetett kutatócsoport arra a következtetésre jutott, hogy a „csecsemőkori" Naprendszerünk valószínűleg túlélt egy nagy erejű szupernóva-robbanást. A fiatal Naprendszer molekuláris gázokból álló burka valószínűleg pufferként szolgált az erős lökéshullám felfogásához – tették hozzá.

Az NGC 4526 spirálgalaxisban fellángolt SN 1994D Ia típusú szupernóva (balra lent) A szupenóva-robbanás fénye elérheti a galaxist felépítő sok milliárdnyi csillag együttes fényességét Forrás: NASA/ESA/ Hubble Space Telescope

Szupernóva-robbanás akkor következik be, amikor a kialakulásakor a Nap tömegénél legalább nyolcszor nagyobb tömegű csillag az élete alkonyán kifogy a nukleáris fúzió fenntartását biztosító elemekből, és a sugárnyomás megszűnése, illetve az ennek következményeként kialakuló gravitációs kollapszus miatt a csillag összeomlik.

A gravitációs összeomlás olyan iszonyatos nyomást és hőmérsékletet generál a csillag magjában, hogy az egyetlen hatalmas termonukleáris robbanásban anyagának jelentős részét szétszórja a térben, miközben felépíti a periódusos rendszer nehéz elemeit is.

Egy összeomló, szupernóva állapotba kerülő vörös óriás művészi ábrája Forrás: Space.com

Ez az anyag a csillagok következő generációjának válik az építőköveivé, de a robbanáshullám elég erős lehet ahhoz,

hogy a szupernóva közelében lévő újszülött bolygórendszereket megsemmisítse.

A csillagok hatalmas intersztelláris molekuláris gázfelhőkben születnek, amelyek sűrű anyagszálakból állnak. Az olyan kisebb csillagok mint amilyen a Nap is, ezek mentén képződnek, míg azok a nagy tömegű csillagok amelyek életük alkonyán szupernóvává válnak, azokon a pontokon hajlamosak kialakulni, ahol ezek a filamentumok keresztezik egymást.

Az 1054-ben felvillant szupernóva maradványa, a Rák-köd Forrás: NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University)

Mindezt figyelembe véve Arzoumanian és kutatócsoportja úgy becsülte, hogy körülbelül 300 000 évbe telt, mire a szupernóva lökéshulláma elérhette a csecsemő Naprendszert védő sűrű molekuláris felhőt.

Pajzsként védte a molekuláris gázfelhő a fiatal Naprendszert

A radioaktív izotópokban gazdag meteoritok leszakadtak azokról az aszteroidákról, amelyek a Naprendszer keletkezésének első 100 ezer évében születtek, akkor, amikor a fiatal Nap és a keletkezési fázisukban lévő bolygók még ebben a sűrű anyagfelhőben voltak.

Ez a sűrű molekuláris gázfelhő védte meg a formálódó Naprendszert a felrobbanó szupernóva által kibocsátott kibocsátott durva sugárzástól,

ami negatívan befolyásolhatta volna a Földhöz hasonló bolygók kialakulását.

A szupernóva-robbanás komoly fenyegetést jelenthet a felrobbanó csillag közvetlen kozmikus környezetében lévő rendszerekre ( a kép művészi illusztráció) Forrás: Deviantart

Az új eredmények azt sugallják, hogy a filamentum amellett, hogy pajzsként működött, a szupernóva-robbanás részecskesugárzásából származó radioaktív izotópokat is elfoghatta, amelyek így a fiatal Nap körüli kozmikus tartományba kerültek. A tudósok úgy vélik, hogy ezek az eredmények kulcsfontosságúak lehetnek a csillagok és bolygórendszereik kialakulásának és fejlődésének további kutatásában.

Így blokkolhatta a fiatal Naprendszer körüli molekuláris gázfelhő a szupernóva-robbanás sugárzását Forrás: National Astronomical Observatory of Japan/Live Science

"Ennek a forgatókönyvnek több fontos következménye is lehet a csillagrendszerek kialakulásának, evolúciójának és tulajdonságainak megértésében" – írja a tudósok teamje az Astrophysical Journal Letters című folyóiratban megjelent tanulmányban. A felfedezés ugyanakkor arra is rávilágít, hogy a szupernóva-robbanások potenciális veszélyt jelenthetnek a közvetlen kozmikus környezetükben kialakuló új rendszerekre.

Felhasznált források:

Insights on the Sun Birth Environment in the Context of Star Cluster Formation in Hub–Filament Systems, The Astophysical Journal Letters, 2023 April 25., Published by the American Astronomical Society.

A nearby supernova nearly blew our solar system to bits 4 billion years ago, new research suggests, Live Science by Robert Lea( space.com ), 2023. July 14.