Come ha fatto il nostro sistema solare a sopravvivere a una supernova?

Rappresentazione artistica dell’onda d’urto di una supernova che si scontra con i filamenti della nube molecolare in cui si sta formando il Sole. Credito: NAOJ

Le prove dai rapporti isotopici all’interno dei meteoriti indicano che l’esplosione della supernova si è verificata nelle vicinanze mentre il nostro sole e il nostro sistema solare erano ancora nelle loro fasi formative. La risultante esplosione di supernova potrebbe aver distrutto il nascente sistema solare.

Nuovi calcoli rivelano che i filamenti di gas molecolare, il bozzolo di nascita del nostro sistema solare, hanno svolto un ruolo importante nell’intrappolare gli isotopi rilevati nei meteoriti. Allo stesso tempo, questo filo fungeva da scudo, proteggendo il nascente sistema solare dalle forze distruttive di una vicina esplosione di supernova.

I meteoriti primordiali conservano informazioni sulle condizioni alla nascita del sole e dei pianeti. I componenti del meteorite mostrano una concentrazione disomogenea dell’isotopo radioattivo dell’alluminio.

Questa differenza indica che una quantità aggiuntiva di alluminio radioattivo è stata introdotta subito dopo l’inizio della formazione del sistema solare. Una vicina esplosione di supernova è il miglior candidato per questa iniezione di nuovi radioisotopi.

Ma una supernova abbastanza vicina da fornire la quantità di isotopi osservata nei meteoriti avrebbe anche creato un’onda d’urto abbastanza potente da squarciare il nascente sistema solare.

Un team guidato da Doris Arzumanian presso l’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone ha proposto una nuova spiegazione di come il sistema solare abbia acquisito la quantità di isotopi misurata nei meteoriti sopravvivendo allo shock di una supernova. Le stelle si formano in grandi gruppi chiamati ammassi all’interno di nubi giganti di gas molecolare.

Queste nubi molecolari sono filamentose. Piccole stelle come il Sole di solito si formano lungo i filamenti e le stelle più grandi, che esploderanno in una supernova, di solito si formano negli assoni dove si intersecano più filamenti.

Supponendo che il sole si sia formato lungo densi filamenti di gas molecolare e che una supernova sia esplosa in un vicino asse filamentoso, il calcolo del team ha mostrato che ci vorrebbero almeno 300.000 anni perché l’onda d’urto rompa i densi filamenti attorno al sistema solare in formazione.

I meteoriti arricchiti di isotopi si sono formati nei primi circa 100.000 anni dalla formazione del sistema solare all’interno del denso filamento. Il filamento genitore potrebbe aver agito da barriera per proteggere il giovane sole e aver contribuito a catturare gli isotopi radioattivi dall’onda d’urto della supernova e ad incanalarli nel sistema solare ancora in formazione.

Riferimento: “Insights on the Sun’s Birth Environment in the Context of Star Cluster Formation in Hub-Filament Systems” di Doris Arzumanian, Sota Arakawa, Masato N. Kobayashi, Kazunari Iwasaki, Kohei Fukuda, Shoji Mori, Yutaka Hirai, Masanobu Kunetomo, MS Nanda Kumar e Ichiro Kokobo, 25 aprile 2023, disponibile qui. IL[{” attribute=””>Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/acc849