Selon une théorie de longue date, la formation de notre système solaire a été déclenchée par une onde de choc d'une explosion de supernova. L'onde de choc a injecté le matériau de l'étoile en explosion dans un nuage voisin de poussière et de gaz, l'amenant à s'effondrer sur lui-même et à former le Soleil et ses planètes environnantes.

De nouveaux travaux d'Alan Boss de Carnegie offrent de nouvelles preuves à l'appui de cette théorie, modéliser la formation du système solaire au-delà de l'effondrement initial des nuages ​​et dans les étapes intermédiaires de la formation des étoiles. Il est publié par le Journal d'astrophysique .

Une contrainte très importante pour tester les théories de la formation du système solaire est la chimie des météorites. Les météorites conservent un enregistrement des éléments, isotopes, et des composés qui existaient dans les premiers jours du système. Un type, appelées chondrites carbonées, comprend certains des échantillons connus les plus primitifs.

Un élément intéressant de la composition des chondrites est ce qu'on appelle les isotopes radioactifs à courte durée de vie. Les isotopes sont des versions d'éléments avec le même nombre de protons, mais un nombre différent de neutrons. Parfois, comme c'est le cas avec les isotopes radioactifs, le nombre de neutrons présents dans le noyau peut rendre l'isotope instable. Pour gagner en stabilité, l'isotope libère des particules énergétiques, qui modifie son nombre de protons et de neutrons, le transmuter en un autre élément.

Certains isotopes qui existaient lorsque le système solaire s'est formé sont radioactifs et ont des taux de désintégration qui les ont amenés à s'éteindre en quelques dizaines à plusieurs centaines de millions d'années. Le fait que ces isotopes existaient encore lorsque les chondrites se sont formées est démontré par l'abondance de leurs produits de désintégration stables, également appelés isotopes filles, que l'on trouve dans certaines chondrites primitives. La mesure de la quantité de ces isotopes filles peut indiquer aux scientifiques quand, et peut-être comment, les chondrites se sont formées.

Une analyse récente des chondrites par Myriam Telus de Carnegie portait sur le fer-60, un isotope radioactif à courte durée de vie qui se désintègre en nickel-60. Il n'est créé qu'en quantités importantes par des réactions nucléaires à l'intérieur de certains types d'étoiles, y compris les supernovae ou ce qu'on appelle les étoiles à branches géantes asymptotiques (AGB).

Parce que tout le fer-60 de la formation du système solaire s'est depuis longtemps désintégré, les recherches de Telus, publié dans Geochimica et Cosmochimica Acta, concentré sur son produit fille, nickel-60. La quantité de nickel-60 trouvée dans les échantillons de météorite, en particulier par rapport à la quantité de stable, Le fer 56 "ordinaire" peut indiquer la quantité de fer 60 présent lors de la formation du plus grand corps parent à partir duquel la météorite s'est détachée. Il n'y a pas beaucoup d'options sur la façon dont un excès de fer-60, qui s'est ensuite désintégré en nickel-60, aurait pu pénétrer dans un objet primitif du système solaire, l'un d'eux étant une supernova.

Bien que ses recherches n'aient pas trouvé d'« arme fumante, " prouver définitivement que les isotopes radioactifs ont été injectés par une onde de choc, Telus a montré que la quantité de Fe-60 présente dans le système solaire primitif correspond à une origine de supernova.

Compte tenu de cette dernière recherche sur les météorites, Boss a revisité ses précédents modèles d'effondrement de nuages ​​déclenché par onde de choc, étendre ses modèles informatiques au-delà de l'effondrement initial et dans les étapes intermédiaires de la formation des étoiles, quand le Soleil a été créé pour la première fois, une prochaine étape importante pour lier ensemble la modélisation de l'origine du système solaire et l'analyse d'échantillons de météorites.

"Mes découvertes indiquent qu'une onde de choc de supernova est toujours l'histoire d'origine la plus plausible pour expliquer les isotopes radioactifs à courte durée de vie dans notre système solaire, " dit le patron.

Boss a dédié son article à feu Sandra Keiser, un collaborateur de longue date, qui a fourni un soutien informatique et de programmation au département de magnétisme terrestre de Carnegie pendant plus de deux décennies. Keiser est décédé en mars.