Οι επιστήμονες προσπαθούν να ανακαλύψουν το περιβάλλον γέννησης του Ηλιου!

Ο ήλιος μας άραγε γεννήθηκε μέσα σε μια μεγάλη οικογένεια άστρων με χαλαρούς δεσμούς μεταξύ τους ή σε μια μικρή οικογένεια στενά αλληλοσυνδεόμενων μελών;

Νέες προσομοιώσεις γέννησης αστεριών προτείνουν δύο εκδοχές για τη διαμόρφωση του ηλιακού μας συστήματος.

Ο ήλιος θα μπορούσε να έχει σχηματιστεί σε ένα ήρεμο, μεγάλο σμήνος 10.000 ή περισσότερων αστεριών, όπως το NGC 2244 στο σημερινό νεφέλωμα της Ροζέτας, μια ιδέα που συνάδει με προηγούμενες μελέτες. Θα μπορούσε όμως να προέρχεται και από ένα βίαιο, συμπαγές σύμπλεγμα με περίπου 1.000 αστέρια, όπως οι Πλειάδες, αναφέρουν οι ερευνητές στις 2 Ιουλίου 2020 στο Astrophysical Journal.

Το αν ένα αστέρι σχηματίζεται σε ένα συμπαγές μικρό σύμπλεγμα ή σε ένα χαλαρό μεγάλο σμήνος μπορεί να επηρεάσει τις μελλοντικές προοπτικές του. Εάν ένα αστέρι γεννιέται περιτριγυρισμένο από πολλά μεγάλα αδέλφια, που εκρήγνυνται ως σουπερνόβα πριν απομακρυνθεί αρκετά από αυτά, για παράδειγμα, τότε θα διαθέτει γύρω του πιο βαριά στοιχεία κατάλληλα για την δημιουργία πλανητών.

Οι αστρονόμοι έχουν εξετάσει τη χημεία του ηλιακού συστήματος, το σχήμα του και πολλούς άλλους παράγοντες. Οι περισσότεροι αστρονόμοι που μελετούν τον τόπο γεννήσεως του ήλιου πιστεύουν ότι είναι πιο πιθανό το πρώτο σενάριο, δηλαδή αυτό του μεγάλου αστρικού σμήνους, λέει ο αστροφυσικός Fred Adams του Πανεπιστημίου του Michigan, ο οποίος δεν συμμετείχε στην μελέτη.

Ωστόσο, οι περισσότερες προηγούμενες μελέτες δεν περιελάμβαναν τις κινήσεις των αστεριών με την πάροδο του χρόνου. Έτσι οι αστροφυσικοί Susanne Pfalzner και Kirsten Vincke, και οι δύο από το Max Planck Institute for Radio Astronomy στη Βόννη της Γερμανίας, πραγματοποίησαν χιλιάδες προσομοιώσεις υπολογιστών για να δουν πόσο συχνά διαφορετικά είδη αστρικών οικογενειών παράγουν ηλιακά συστήματα όπως τα δικά μας.

Το κύριο χαρακτηριστικό του ηλιακού συστήματος που αναζήτησαν ήταν η απόσταση από τον πιο μακρινό πλανήτη έως το άστρο. Οι δίσκοι που σχηματίζουν πλανήτες μπορούν να εκτείνονται εκατοντάδες αστρονομικές μονάδες, (AU, δηλ. την απόσταση μεταξύ της Γης και του ήλιου). Θεωρητικά, οι πλανήτες θα πρέπει να μπορούν να σχηματίζονται μέχρι το άκρο του δίσκου. Αλλά το υλικό του πλανητικού μας συστήματος είναι κυρίως μέσα από την τροχιά του Ποσειδώνα. «Έχουμε μια απότομη πτώση υλικού πέρα από τις μόλις 30 AU, όπου βρίσκεται ο Ποσειδώνας», λέει η Pfalzner. «Και αυτό δεν είναι κάτι αναμενόμενο για έναν πρωτοπλανητικό δίσκο».

Το 2018, η Pfalzner και οι συνεργάτες της έδειξαν ότι ένα διερχόμενο αστέρι θα μπορούσε να είχε περικόψει την εξωτερική άκρη του ηλιακού συστήματος και να μειώσει θεαματικά το μέγεθός του. Αν πράγματι συνέβη αυτό, θα μπορούσε να υποδείξει το περιβάλλον γέννησης του ήλιου, είπε η Pfalzner. Το κλειδί ήταν να προσομοιωθούν αρκετά πυκνές ομάδες αστεριών, ώστε οι αστρικές αλληλεπιδράσεις να συμβαίνουν τακτικά, αλλά όχι τόσο πυκνές που οι συναντήσεις άστρων να συμβαίνουν πολύ συχνά και να καταστρέφουν τους δίσκους προτού δημιουργηθούν οι πλανήτες.

«Ελπίζαμε να έχουμε μια απάντηση», λέει η Pfalzner. «Αποδείχθηκε ότι υπάρχουν δύο δυνατότητες». Και είναι πολύ διαφορετικές μεταξύ τους.

Τα μεγάλα σμήνη έχουν περισσότερα αστέρια, αλλά είναι πιο απλωμένα και γενικά μακριά το ένα από το άλλο. Αυτές οι ενώσεις μπορούν να διατηρηθούν για έως και 100 εκατομμύρια χρόνια. Ενα συμπαγές σύμπλεγμα, από την άλλη, οδηγεί σε πιο βίαιες συναντήσεις μεταξύ των νέων αστεριών και δεν επιζούν τόσο πολύ. Τα αστέρια απομακρύνονται μεταξύ τους μέσα σε λίγα εκατομμύρια χρόνια.

«Αυτή η μελέτη ανοίγει μια νέα προοπτική για το πώς ήταν το περιβάλλον γέννησης του ήλιου, λέει ο Adams, αναφερόμενος στη βίαιη εκδοχή.

Η νέα μελέτη δεν καλύπτει κάθε πτυχή του πώς ένα συμπαγές σύμπλεγμα θα μπορούσε να έχει επηρεάσει το νεοσύστατο ηλιακό σύστημα. Τα ευρήματα δεν εξηγούν πώς η ακτινοβολία από άλλα αστέρια στο σύμπλεγμα θα μπορούσε να διαβρώσει τους δίσκους που σχηματίζουν πλανήτες, για παράδειγμα, η οποία θα μπορούσε να συρρικνώσει τον δίσκο του ήλιου ή ακόμη και να εμποδίσει το σχηματισμό των πλανητών. Η μελέτη επίσης δεν εξηγεί ορισμένα βαρέα στοιχεία που βρέθηκαν στους μετεωρίτες, τα οποία πιστεύεται ότι προέρχονται από μια κοντινή έκρηξη σουπερνόβα.

Η Pfalzner πιστεύει ότι το σύμπλεγμα των αστεριών διαλύεται προτού η ακτινοβολία προκαλέσει μεγάλη ζημιά στον πρωτοπλανητικό δίσκο και υπάρχουν και άλλες εξηγήσεις για τα βαριά στοιχεία εκτός από μία έκρηξη σουπερνόβα. Ελπίζει ότι οι μελλοντικές μελέτες θα είναι σε θέση να κατανοήσουν αυτό το είδος κοσμικής χημείας για να περιορίσουν ακόμη περισσότερο τη γενέτειρα του ήλιου.

«Για εμάς τους ανθρώπους, αυτή είναι μια σημαντική ερώτηση», λέει η Pfalzner. «Είναι μέρος της ιστορίας μας».

ΠΗΓΗ: https://www.sciencenews.org/article/sun-birthplace-complicated-star-cluster-astronomy-space

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Το νέφος της Ροζέττας. Ένα μεγάλο αστρικό σμήνος και τόπος γέννησης νέων άστρων. Credit: Mark Freeth, (CC BY 2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Νέοι πλανήτες ετοιμάζονται να γεννηθούν, γύρω από νεαρά άστρα!