De acordo com uma teoria antiga, a formação do nosso Sistema Solar foi desencadeada por uma onda de choque de uma explosão de supernova. A onda de choque injetou material da estrela em explosão em uma nuvem vizinha de poeira e gás, fazendo com que desmorone sobre si mesmo e forme o Sol e seus planetas circundantes.

Um novo trabalho de Alan Boss da Carnegie oferece novas evidências que apóiam essa teoria, modelando a formação do Sistema Solar além do colapso inicial das nuvens e nos estágios intermediários da formação de estrelas. É publicado pela Astrophysical Journal .

Uma restrição muito importante para testar as teorias da formação do Sistema Solar é a química do meteorito. Os meteoritos retêm um registro dos elementos, isótopos, e compostos que existiam nos primeiros dias do sistema. Um tipo, chamados condritos carbonáceos, inclui algumas das amostras conhecidas mais primitivas.

Um componente interessante da composição dos condritos é algo chamado isótopos radioativos de curta duração. Isótopos são versões de elementos com o mesmo número de prótons, mas um número diferente de nêutrons. As vezes, como é o caso dos isótopos radioativos, o número de nêutrons presentes no núcleo pode tornar o isótopo instável. Para ganhar estabilidade, o isótopo libera partículas energéticas, que altera seu número de prótons e nêutrons, transmutando-o em outro elemento.

Alguns isótopos que existiam quando o Sistema Solar se formou são radioativos e têm taxas de decaimento que os levaram à extinção em dezenas a centenas de milhões de anos. O fato de que esses isótopos ainda existiam quando os condritos formados é demonstrado pela abundância de seus produtos de decaimento estáveis ​​- também chamados de isótopos filhos - encontrados em alguns condritos primitivos. Medir a quantidade desses isótopos filhos pode dizer aos cientistas quando, e possivelmente como, os condritos se formaram.

Uma análise recente de condritos por Myriam Telus de Carnegie estava preocupada com o ferro-60, um isótopo radioativo de vida curta que decai em níquel-60. Ele só é criado em quantidades significativas por reações nucleares dentro de certos tipos de estrelas, incluindo supernovas ou as chamadas estrelas de ramos gigantes assintóticos (AGB).

Porque todo o ferro-60 da formação do Sistema Solar há muito se deteriorou, A pesquisa da Telus, publicado em Geochimica et Cosmochimica Acta, focado em seu produto filho, níquel-60. A quantidade de níquel-60 encontrada em amostras de meteoritos - particularmente em comparação com a quantidade de estável, Ferro-56 "comum" - pode indicar quanto ferro-60 estava presente quando o corpo maior do qual o meteorito se soltou foi formado. Não há muitas opções de como um excesso de ferro-60 - que mais tarde decaiu em níquel-60 - poderia ter chegado a um objeto primitivo do Sistema Solar em primeiro lugar - sendo um deles uma supernova.

Embora sua pesquisa não tenha encontrado uma "arma fumegante, "provando definitivamente que os isótopos radioativos foram injetados por uma onda de choque, Telus mostrou que a quantidade de Fe-60 presente no início do Sistema Solar é consistente com a origem de uma supernova.

Levando esta última pesquisa de meteorito em consideração, Boss revisitou seus modelos anteriores de colapso de nuvem desencadeado por ondas de choque, estendendo seus modelos computacionais além do colapso inicial e nos estágios intermediários da formação estelar, quando o Sol estava sendo criado pela primeira vez, um próximo passo importante para unir a modelagem de origem do Sistema Solar e a análise de amostras de meteoritos.

"Minhas descobertas indicam que uma onda de choque de supernova ainda é a história de origem mais plausível para explicar os isótopos radioativos de vida curta em nosso Sistema Solar, "Boss disse.

Boss dedicou seu artigo à falecida Sandra Keizer, um colaborador de longa data, que forneceu suporte computacional e de programação no Departamento de Magnetismo Terrestre de Carnegie por mais de duas décadas. Keizer morreu em março.