新研究称超新星爆发是类地行星的“助产士”

IT之家 12 月 18 日消息，科技媒体 Golem 昨日（12 月 17 日）发布博文，报道称东京大学 Ryo Sawada 领导的研究团队于 2025 年 12 月 10 日在《Science Advances》发表研究指出，类地行星的诞生可能普遍受益于超新星的“洗礼”。

天文学界长期存在一个核心疑问：宇宙中究竟有多少像地球这样的岩石行星？行星形成的原材料是星子（Planetesimals），最初由岩石与冰的混合物构成，要演化成类似地球的干燥岩石行星，星子必须在原恒星系统早期经历剧烈加热以蒸发水分，因此驱动内部演化需要足够的热量。

图源：Pixabay

这种热量主要源于铝-26 等短寿命放射性核素（SLRs）的衰变。科学界普遍认为，这些珍贵的放射性物质极有可能源自附近的超新星爆发。

然而，现有的理论模型在解释这一过程时陷入了困境。如果超新星距离太近，通过喷射物直接将放射性同位素“注入”原行星盘，其巨大的能量往往会顺带吹散或摧毁脆弱的原行星盘，导致行星无法形成；如果距离太远，又无法输送足够数量的放射性核素。

如何在不破坏原行星盘的前提下，解释陨石分析中发现的高丰度铝-26，成为了困扰天体物理学家的难题。

为解决这一悖论，Ryo Sawada 团队提出了全新的“浸没机制”（Immersion Mechanism）概念。研究团队构建的模型显示，当超新星在距离原行星盘约 1 秒差距（约 3.26 光年）处爆发时，其产生的激波会像海啸一样扩散。此时，激波中捕获了大量加速的高能粒子（宇宙射线）。

与直接注入物质不同，这种新机制更像是一场“宇宙射线浴”。当膨胀的超新星激波接触到原行星盘时，被激波裹挟的高能粒子会持续轰击盘面。

这些宇宙射线在原行星盘内部引发了核合成反应，直接在盘内“制造”出了铝-26 等关键放射性核素。这种方式既保证了足够的核素丰度，又因为距离适中，让原行星盘免受毁灭性打击。

这项研究不仅解决了理论难题，更对寻找外星生命具有重大意义。研究估算，在恒星形成的星团环境中，类太阳恒星在其诞生初期遭遇这种超新星激波“洗礼”的概率非常高。这意味着，具备地球形成所需热源条件的恒星系统并非特例，而是常态。因此，宇宙中能够孕育出类地岩石行星的系统数量，可能远比我们此前认为的要普遍得多。

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