陨石分析揭示太阳系可能诞生于消散的大质量星旁边

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主译：梁晨

校对：余路汉

审核：牧夫天文校对组

美编：张少岩

后台：李子琦

https://sorae.info/astronomy/20250127-meteorite-ccsn.html

以东京大学副教授饭冢毅为首的研究小组发表了研究成果，该成果显示太阳系的诞生与大约 46 亿年前发生的超新星爆发几乎同时发生。

研究小组称，距离形成初期的太阳系100光年以内的地点，一颗质量约为太阳25倍的大质量恒星发生过超新星爆发。

由陨石中元素的丰度来推测未解的铝26的起源

原行星盘想象图

（来源：艺术家ESO/L. Calçada）

一般认为，恒星是分子云（气体和尘埃的集合体）中特别致密的部分在引力作用下收缩形成的。

新诞生的恒星被原行星盘（在太阳系中也称为原太阳盘）环绕，原行星盘由气体和尘埃组成，不论是巨型气体行星、岩石行星还是小行星、彗星等这类小天体都在其中形成。

在最初的太阳系形成并掉落在地球上被回收的陨石，与地球上形成的年代较新的岩石相比，镁的稳定同位素镁26（M26）含量过剩。

陨石中过量的镁26是岩石形成过程中铝的放射性同位素铝26（26Al，半衰期约为 73 万年）被吸收的证据，被认为是铝26的β衰变产生的子核。

在最初的太阳系中产生铝26的天体和现象有以下几个候选：

渐近巨星支（AGB），即像太阳一样相对较轻的恒星，在演化成白矮星之前达到的阶段；Wolff-Laie星（大质量恒星作为恒星的短暂生命结束前达到一个阶段），其质量是太阳的40多倍；双恒星组成的白矮星发生的热核超新星爆发；质量是太阳8倍以上的大质量恒星发生的引力坍缩超新星爆发等。由于无法确定究竟是哪种现象，铝26的来源仍然是未解之谜。

根据这次研究成果作成的太阳系形成进化模式图。

100光年内发生的超新星爆所发产生的铝和钛的同位素混入了形成太阳系母体的分子云中，之后落到地球成为陨石融入到岩石中。（来源：东京大学）

因此研究小组尝试分析陨石中所含元素。研究对象是原太阳盘中不同位置上形成的已知年代的多个陨石。

据研究小组称，可以根据陨石中的镁26的含量来估算被吸收时铝26的含量。最近的研究表明，近年来得到证实铝26的含量从原始太阳系圆盘的内部到外部逐渐增多。研究小组这次发现，钛的稳定同位素钛46（46Ti）和钛50（50Ti）的含量也呈现出类似的趋势。

由于含量的不均等性具有相关性，钛46和钛50以及铝26可能产生于同一天体或现象并融合在一起。

虽然钛的各种同位素的生成量受到恒星的温度密度环境所影响，进一步的分析结果表明，原太阳盘中钛46和钛50的存在量，用质量约为太阳25倍的大质量恒星生成的钛量来解释是最合适的。由于这种质量的恒星会发生引力坍缩型超新星，研究小组认为铝26的起源就是引力坍缩型超新星。

太阳系诞生于消散的大质量星旁边吗？

利用在铝和钛同位素的相关性，能同时调查超新星爆发、最古老陨石的年代差和超新星爆发的放出物混入太阳系的比例调查方法说明图（来源：东京大学）

研究小组利用在铝和钛同位素的相关性，设计出同时求解超新星爆发的年代和超新星爆炸的放出物混入太阳系的比例方法。

研究小组称，应用这一方法的结果显示，超新星爆发的年代比最古老陨石形成的年代还早90万年，并据此推测爆发发生的地点距离太阳系100光年以内。

近年通过对各种原始星的观测发现，行星可能在恒星形成后的10-100万年间急速形成。

也就是说，超新星爆发到物质混入太阳系的90万年的时间差，与分子云收缩导致恒星开始形成、从而原行星盘中固体物质开始形成为止这一典型时间尺度是大致相同的。

据此研究小组称，太阳系开始形成和超新星爆发几乎同时发生，像在超新星残骸周围观测到的下一代恒星形成那样，太阳系也很可能是伴随着消散的大质量星而形成的。

太阳系示意图（来源：NASA/JPL）

责任编辑：甘林

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影像来源: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

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