Комплекс зіроутворення Змієносця пропонує аналог формування Сонячної системи, включаючи джерела елементів, виявлених у примітивних метеоритах.
Область активного зіроутворення в сузір'ї Змієносця дає астрономам нове розуміння умов, в яких народилася наша сонячна система. Зокрема, нове дослідження комплексу зіроутворення Змієносця показує, як наша Сонячна система могла збагатитися короткоживучими радіоактивними елементами.
Свідчення цього процесу збагачення існують з 1970-х років, коли вчені, які вивчають певні мінеральні включення в метеоритах, прийшли до висновку, що вони є первозданними залишками молодої сонячної системи і містять продукти розпаду короткоживучих радіонуклідів. Ці радіоактивні елементи могли бути перенесені в сонячну систему сусідньою зіркою, що вибухає (надновою) або сильним зоряним вітром від типу масивної зірки, відомої як зірка Вольфа-Райе.
Автори нового дослідження, опублікованого сьогодні в журналі Nature Astronomy, використовували багатохвильові спостереження області зіроутворення Змієносця, включаючи вражаючі нові інфрачервоні дані, щоб виявити взаємодії між хмарами зореутворюючого газу і радіонуклідами, що утворюються в сусідньому скупченні молодих зірок. Їх результати показують, що наднові в зоряному скупченні є найбільш ймовірним джерелом короткоживучих радіонуклідів у хмарах зіроутворення.
«Наша сонячна система, швидше за все, утворилася в гігантській молекулярній хмарі разом з молодим зоряним скупченням, і одна або кілька подій наднових від деяких масивних зірок у цьому скупченні збагатили газ, який перетворився на Сонце і його планетну систему», - кажуть вчені. «Хоча цей сценарій пропонувався в минулому, сильна сторона нової статті полягає у використанні багатохвильових спостережень і складного статистичного аналізу для кількісного вимірювання ймовірності моделі».
Дані космічних гамма-телескопів дозволяють виявляти гамма-промені, що випускаються короткоживучим радіонуклідом алюмінію-26. "Це складні спостереження. Ми можемо переконливо виявити його тільки в двох областях зіроутворення, і кращі дані отримані по комплексу Змієносця ", - кажуть вчені.
Скупчення Змієносця містить безліч щільних протозіркових ядер на різних стадіях зіроутворення і розвитку протопланетного диска, що представляють найраніші стадії формування планетної системи. Об'єднавши дані зображень в діапазоні довжин хвиль від міліметрів до гамма-променів, дослідники змогли візуалізувати потік алюмінію-26 від найближчого зоряного скупчення до області зіроутворення Змієносця.
«Процес збагачення, який ми спостерігаємо у Змієносця, узгоджується з тим, що відбувалося під час формування Сонячної системи 5 мільярдів років тому», - кажуть дослідники. «Як тільки ми побачили цей прекрасний приклад того, як може відбуватися такий процес, ми приступили до спроби змоделювати сусіднє зоряне скупчення, яке справило радіонукліди, які ми бачимо сьогодні в гамма-променях».
Вчені розробили модель, яка враховує кожну масивну зірку, яка могла існувати в цьому регіоні, включаючи її масу, вік і ймовірність вибуху як надновий, і враховує потенційні надходження алюмінію-26 від зоряних вітрів і наднових. Модель дозволила визначити ймовірності різних сценаріїв створення алюмінію-26, що спостерігаються сьогодні.
«Тепер у нас достатньо інформації, щоб сказати, що існує 59-відсоткова ймовірність, що це пов'язано зі надновими зірками, і з 68-відсотковою ймовірністю, що це пов'язано з кількома джерелами, а не тільки з однією надновою», - кажуть астрономи.
Цей тип статистичного аналізу визначає ймовірності сценаріїв, які астрономи обговорювали останні 50 років. «Це новий напрямок в астрономії, що дозволяє кількісно оцінити ймовірність».
Нові результати також показують, що кількість короткоживучих радіонуклідів, включених у знову утворювані зоряні системи, може широко варіюватися. «Багато нових зоряних систем будуть народжені з вмістом алюмінію-26, що відповідає нашій сонячній системі, але різниця величезна - на кілька порядків», - кажуть вчені. "Це важливо для ранньої еволюції планетних систем, оскільки алюміній-26 є основним раннім джерелом тепла. Більша кількість алюмінію-26, ймовірно, означає більш сухі планети ".
Дослідження було опубліковано в Nature Astronomy.