Wie hat unser Sonnensystem eine Supernova überlebt?

Künstlerische Darstellung der Druckwelle einer Supernova, die mit den Filamenten der Molekülwolke kollidiert, in der sich die Sonne bildet. Bildnachweis: NAOJ

Hinweise aus Isotopenverhältnissen in Meteoriten deuten darauf hin, dass die Supernova-Explosion in der Nähe stattfand, als sich unsere Sonne und unser Sonnensystem noch im Entstehungsstadium befanden. Die daraus resultierende Supernova-Explosion hätte das entstehende Sonnensystem zerstören können.

Neue Berechnungen zeigen, dass Filamente aus molekularem Gas, der Geburtskokon unseres Sonnensystems, eine wichtige Rolle beim Einfangen von in Meteoriten nachgewiesenen Isotopen spielten. Gleichzeitig diente dieser Faden als Schutzschild und schützte das entstehende Sonnensystem vor den verheerenden Kräften einer nahegelegenen Supernova-Explosion.

Urmeteoriten bewahren Informationen über die Bedingungen bei der Geburt der Sonne und der Planeten. Die Meteoritenbestandteile weisen eine inhomogene Konzentration des radioaktiven Isotops Aluminium auf.

Dieser Unterschied weist darauf hin, dass kurz nach Beginn der Entstehung des Sonnensystems eine zusätzliche Menge radioaktives Aluminium eingeführt wurde. Eine nahe gelegene Supernova-Explosion ist der beste Kandidat für diese Injektion neuer Radioisotope.

Aber eine Supernova, die nah genug war, um die in Meteoriten sichtbare Menge an Isotopen zu liefern, hätte auch eine Druckwelle erzeugt, die stark genug war, um das entstehende Sonnensystem zu durchbrechen.

Ein Team unter der Leitung von Doris Arzumanian am Nationalen Astronomischen Observatorium Japans hat eine neue Erklärung dafür vorgeschlagen, wie das Sonnensystem die in Meteoriten gemessene Menge an Isotopen erlangte, während es den Schock einer Supernova überlebte. Sterne bilden sich in großen Gruppen, sogenannten Clustern, innerhalb riesiger Wolken aus molekularem Gas.

Diese Molekülwolken sind fadenförmig. Kleine Sterne wie die Sonne entstehen normalerweise entlang von Filamenten, und größere Sterne, die in einer Supernova explodieren, entstehen normalerweise in Axonen, wo sich mehrere Filamente kreuzen.

Unter der Annahme, dass sich die Sonne entlang eines dichten molekularen Gasfilaments bildete und eine Supernova in einer nahegelegenen Filamentachse explodierte, ergab die Berechnung des Teams, dass es mindestens 300.000 Jahre dauern würde, bis die Druckwelle die dichten Filamente um das sich bildende Sonnensystem auseinanderbrechen würde.

Die mit radioaktiven Isotopen angereicherten Bestandteile von Meteoriten bildeten sich in etwa 100.000 Jahren der Entstehung des Sonnensystems innerhalb des dichten Filaments. Das Ausgangsfilament fungierte möglicherweise als Barriere zum Schutz der jungen Sonne und half dabei, radioaktive Isotope aus der Druckwelle der Supernova einzufangen und sie in das sich noch bildende Sonnensystem zu leiten.

Referenz: „Einblicke in die Geburtsumgebung der Sonne im Kontext der Sternhaufenbildung in Hub-Filament-Systemen“ von Doris Arzumanian, Sota Arakawa, Masato N. Kobayashi, Kazunari Iwasaki, Kohei Fukuda, Shoji Mori, Yutaka Hirai, Masanobu Kunetomo, MS Nanda Kumar und Ichiro Kokobo, 25. April 2023, hier verfügbar. Die[{“ attribute=““>Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/acc849