一直以來,科學家們對隕石中的某些礦物包裹體進行了研究,得出結論認為,隕石是早期太陽系的原始遺蹟,含有短暫的放射性核素的衰變產物。這些放射性元素可能是由附近一顆爆炸的恆星(超新星)或一顆大質量恆星的強烈恆星風吹到新生的太陽系中的。
這項新研究的科學家利用蛇夫座恆星形成區域的多波長觀測,包括壯觀的新紅外資料,揭示恆星形成氣體雲團與附近一群年輕恆星產生的放射性核素之間的相互作用。他們的發現表明,星團中的超新星是恆星形成雲中最有可能產生短暫放射性核素的來源。
我們的太陽系很可能是在一個巨大的分子云和一個年輕的恆星群中形成的,這個星團中的一些大恆星產生的一個或多個超新星事件,汙染了轉化為太陽及其行星系統的氣體。雖然這一設想是在過去提出的,但長處是利用多波長觀測和複雜的統計分析,推匯出模型可能性的定量測量方法。
科學家表示,基於太空的伽馬射線望遠鏡提供的資料能夠探測到短命的放射性核素鋁-26發射的伽馬射線。這些都是極具挑戰性的觀測,我們只能在兩個恆星形成區域令人信服地探測到,最好的資料來自蛇夫座複合體。
蛇夫座雲團包含許多密集的原恆星核心,處於恆星形成和原行星盤發育的不同階段,代表了行星系統形成的最早階段。透過結合波長從毫米到伽馬射線的成像資料,研究人員能夠看到從附近星團向蛇夫座恆星區域流動的鋁-26。
我們在蛇夫座看到的濃縮過程與50億年前太陽系的形成過程是一致的,一旦我們看到了這個過程如何發生的好例子,我們就開始嘗試模擬附近的星團,這些星團產生了我們今天在伽馬射線中看到的放射性核素。
科學家開發了一個模型,解釋了這個地區可能存在的每一顆大質量恆星,包括它的質量、年齡和作為超新星爆發的可能性,並結合了來自恆星風和超新星的鋁-26的潛在產量。這個模型使他能夠確定今天觀測到的生產鋁-26的不同情景的可能性。
我們現在有足夠的資訊說,有59%的可能性是由超新星造成的,68%的可能性來自多個來源,而不僅僅是一顆超新星,這種統計分析為天文學家過去50年來一直在爭論的情景提供了可能性。這是天文學的新方向,新發現還表明,與新形成的恆星系統相結合的短壽命放射性核素的數量可能會有很大差異。許多新的恆星系統將誕生鋁-26丰度與我們的太陽系,但變化是巨大的-幾個數量級,這對於行星系統的早期演化很重要,因為鋁-26是主要的早期熱源。更多的鋁-26可能意味著更乾燥的行星。