Un equipo de investigación dirigido por el profesor de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Minnesota, Yong-Zhong Qian, utiliza nuevos modelos y evidencia de meteoritos para demostrar que una supernova de baja masa desencadenó la formación de nuestro sistema solar.

Los hallazgos se publican en el número más reciente de Comunicaciones de la naturaleza .

Hace unos 4.600 millones de años, una nube de gas y polvo que eventualmente formó nuestro sistema solar fue perturbada. El consiguiente colapso gravitacional formó el proto-Sol con un disco circundante donde nacieron los planetas. Una supernova, una estrella que explota al final de su ciclo de vida, tendría suficiente energía para comprimir una nube de gas de este tipo. Sin embargo, no hubo evidencia concluyente para apoyar esta teoría. Además, la naturaleza de la supernova desencadenante seguía siendo esquiva.

Qian y sus colaboradores decidieron centrarse en los núcleos de corta duración presentes en el sistema solar temprano. Debido a su corta vida, estos núcleos solo podrían provenir de la supernova desencadenante. Su abundancia en el sistema solar temprano se ha inferido de sus productos de desintegración en meteoritos. Como los escombros de la formación del sistema solar, los meteoritos son comparables a los ladrillos y el mortero sobrantes en un sitio de construcción. Nos dicen de qué está hecho el sistema solar y, en particular, qué núcleos de corta duración proporcionó la supernova desencadenante.

"Esta es la evidencia forense que necesitamos para ayudarnos a explicar cómo se formó el sistema solar, ", Dijo Qian." Apunta a una supernova de baja masa como el detonante ".

Qian es un experto en la formación de núcleos en supernovas. Su investigación anterior se ha centrado en los diversos mecanismos por los que esto ocurre en supernovas de diferentes masas. Su equipo incluye al autor principal del artículo, Projjwal Banerjee, quien es un ex Ph.D. estudiante e investigador asociado postdoctoral, y colaboradores de toda la vida Alexander Heger de la Universidad de Monash, Australia, y Wick Haxton de la Universidad de California, Berkeley. Qian y Banerjee se dieron cuenta de que los esfuerzos anteriores para estudiar la formación del sistema solar se centraron en un disparador de supernova de gran masa, que habría dejado un conjunto de huellas dactilares nucleares que no están presentes en el registro meteórico.

Qian y sus colaboradores decidieron probar si una supernova de baja masa, unas 12 veces más pesado que nuestro sol, Podría explicar el registro meteorítico. Comenzaron su investigación examinando el berilio-10, un núcleo de vida corta que tiene 4 protones (de ahí el cuarto elemento en la tabla periódica) y 6 neutrones, con un peso de 10 unidades de masa. Este núcleo está ampliamente distribuido en meteoritos.

De hecho, la ubicuidad del berilio-10 era un misterio en sí mismo. Muchos investigadores habían teorizado que la espalación, un proceso en el que las partículas de alta energía quitan protones o neutrones de un núcleo para formar nuevos núcleos, por rayos cósmicos, era responsable del berilio-10 que se encuentra en los meteoritos. Qian dijo que esta hipótesis implica muchas entradas inciertas y supone que el berilio-10 no se puede producir en supernovas.

Usando nuevos modelos de supernovas, Qian y sus colaboradores han demostrado que el berilio-10 puede producirse por espalación de neutrinos en supernovas de masas tanto bajas como altas. Sin embargo, solo una supernova de baja masa que desencadena la formación del sistema solar es consistente con el registro meteorítico general.

"Los hallazgos de este documento han abierto una dirección completamente nueva en nuestra investigación, ", Dijo Qian." Además de explicar la abundancia de berilio-10, Este modelo de supernova de baja masa también explicaría los núcleos de corta duración Calcio-41, Paladio-107, y algunos otros encontrados en meteoritos. Lo que no puede explicar debe atribuirse a otras fuentes que requieren un estudio detallado ".

Qian dijo que al grupo le gustaría examinar los misterios restantes que rodean a los núcleos de corta duración que se encuentran en los meteoritos. El primer paso, sin embargo, es corroborar aún más su teoría al observar el litio-7 y el boro-11 que se producen junto con el berilio-10 por la espalación de neutrinos en las supernovas. Qian dijo que podrían examinar esto en un artículo futuro e instó a los investigadores que estudian los meteoritos a observar las correlaciones entre estos tres núcleos con mediciones precisas.