Как експлозията на свръхнова е спасила Земята от превръщането ѝ в океанска планета: една нова теория
Земята е суха планета. Ако в младостта на Слънчевата система е имало повече вода, щяхме да живеем в световен океан без континенти, без фосфорен цикъл и без късмет за софтуерна цивилизация. За да стане скалиста и обитаема, Земята е трябвало да „ изсъхне “ – да се нагрее от вътрешната страна и да изпари непотребната влага. Това е станало с помощта на радиоактивното раздробяване на краткоживеещи изотопи, най-вече алуминий-26.
Произходът на този изотоп си остава огромен въпрос в планетологията. Ново проучване, оповестено в Science Advances, предлага модел, който позволява дългогодишния астрофизичен спор: по какъв начин да се насити протопланетарният диск с радиоактивни детайли, без да се унищожи с детонацията на звезда.
Проблемът с дефицита и остатъка
Анализите на метеоритите – връстници на Слънчевата система – демонстрират, че по време на образуването на планетите концентрацията на краткоживеещите радионуклиди е била извънредно висока. Тези изотопи не са могли да се запазят от възникването на Галактиката заради бързото им раздробяване. Следователно те са се появили в Слънчевата система директно преди началото на образуването на твърдите тела.
Класическата доктрина оферираше сюжета на инжектиране: наоколо експлодира свръхнова и нейната богата на изотопи материя се смесва с газово-праховия облак на младото Слънце.
Математическото моделиране обаче сподели несъгласие:
За да се получи следената централизация на алуминий-26, детонацията би трябвало да се състои на разстояние към 0,3 парсека (около 1 светлинна година).
На това разстояние динамичното налягане на остатъка от суперновата би унищожило протопланетния диск или би го лишило от огромна част от масата му, което би направило образуването на планети невероятно.
Астрономите бяха изправени пред избор: или съществуващите модели на звездната еволюция са неправилни, или Слънчевата система е рядка особеност, която по знамение е оживяла след пагубното събитие.
Моделът на „ потапянето “
Екип от астрофизици, управителен от Рьо Савада (Токийски университет), предложи различен механизъм, наименуван „ модел на потапянето “. Изследователите изместват фокуса от изхвърлянето на материя към физиката на високите сили.
Според изчисленията свръхновата е експлодирала на безвредно разстояние от към 1 парсек (3,26 светлинни години). На това разстояние ударната вълна към този момент не може да унищожи диска, само че резервира способността си да форсира частиците.
Схема на действието на модела. (А) Свръхновата избухва на разстояние d от протослънчевия диск. (B) Ударната вълна доближава диска. Във вътрешността на нейния фронт се задържат голям брой ускорени частици. При контакта се задействат два процеса: (Ca) Пряко впръскване в диска на изотопи (SLR), които са се зародили в самата свръхнова. (Cb) Облъчване на диска от частиците, „ хванати “ в клопката на ударната вълна. Това провокира нуклеарни реакции и синтез на нови детайли непосредствено в материята на диска Механизмът работи по следния метод:
Ускоряване на частиците: ударният фронт на свръхновата работи като ускорител, който форсира протоните (космическите лъчи) до релативистични скорости. Свиване на хелиосферата: налягането на свръхновата сгъстява магнитния щит на младата звезда (хелиосферата) до по-малко от 1 астрономическа единица. Нуклеосинтеза на място: протопланетният диск е изложен на поток от ускорени частици. Протоните бомбардират материята на диска (газ и прах), като провокират нуклеарни реакции, при които се синтезират леки изотопи – алуминий-26, берилий-10 и калций-41.По този метод източникът на радиация не се внася извън в подготвен тип, а се създава непосредствено в диска под въздействието на външното облъчване.
Точно съвпадане на химическия профил
Моделът на Савада изяснява разпределението освен на леките, само че и на тежките изотопи, с което предходните теории не можеха да се оправят.
Изследването демонстрира смесен модел на обогатяване:
Тежките детайли (желязо-60, манган-53) се синтезират навътре в звездата и доближават до Слънчевата система като част от праховите зърна при изхвърлянето на свръхнова. Леките детайли (алуминий-26, калций-41) пораждат вследствие на гореописаното облъчване от галактически лъчи.Изчислените стойности на концентрациите в границите на този модел съответстват с данните от анализите на астероиди в границите на допустимата неточност. Освен това времевата рамка на процеса (по-малко от 0,5 млн. години) съответствува с датировката на най-старите твърди включвания в астероиди.
Плътността на звездните купове и вероятността за гърмеж наоколо до тях. Графиката демонстрира съотношението сред масата и размера на другите типове звездни купове Астрономическите последствия
Основното умозаключение на публикацията се отнася до разпространеността на земеподобните планети.
Ако за образуването на скалиста планета с умерено количество вода е нужна детонация на свръхнова на сериозно малко разстояние (0,3 пк), то сходни планетни системи би трябвало да са статистически редки. Вероятността дискът да оцелее при такава близка детонация е извънредно дребна.
Въпреки това сюжетът „ потапяне “ работи дейно на разстояние 1 парсек. Звездите се образуват в купове, където експлоадиранията на свръхнови са обикновено общоприетоо събитие в еволюцията на звездите. Моделирането на звездната динамичност демонстрира, че сред 10 и 50% от звездите от безоблачен вид минават през такова облъчване през първите милиони години от живота си.
Това значи, че механизмът на радиоактивно нагряване на планетите, довел до обезводняването на Земята, не е неповторимо съвпадане, а характерен сюжет за еволюцията на планетарните системи в Галактиката. Следователно броят на екзопланетите с геология и хидросфера, близки до земните, може да е доста по-голям, в сравнение с се предполагаше до момента.
(function() { const banners = [ // --- БАНЕР 1 (Facebook Messenger) --- `