De geboorteplaats van onze ster was misschien een strakke, stellaire cluster, zeggen onderzoekers
Veel astronomen denken dat de zon werd geboren in een losse associatie van duizenden sterren, zoals de cluster NGC 2244 in de hier getoonde Rozetnevel. Een nieuwe studie suggereert dat er een andere mogelijkheid is.
De zon kan komen van een grote, los gebreide clan of een klein gezin dat altijd vecht.
Nieuwe computersimulaties van jonge sterren suggereren twee manieren om het zonnestelsel te vormen. De zon had zich kunnen vormen in een kalme, grote associatie van 10.000 sterren of meer, zoals NGC 2244 in de huidige Rozetnevel, een idee dat consistent is met eerder onderzoek. Of de zon kan afkomstig zijn van een gewelddadige, compacte cluster met ongeveer 1.000 sterren, zoals de Pleiaden, rapporteren onderzoekers op 2 juli in de Astrophysical Journal.
Of een ster zich vormt in een strakke, baldadige cluster of een losse associatie, kan zijn toekomstperspectieven beïnvloeden. Als een ster wordt geboren omringd door veel enorme broers en zussen die als supernova’s exploderen voordat een cluster zich bijvoorbeeld uitbreidt, zal die ster zwaardere elementen hebben om planeten mee te bouwen (SN: 9-8-19).
Om een ​​geweldige geboorteplaats vast te stellen, hebben astronomen de chemie van het zonnestelsel, de vorm en vele andere factoren in overweging genomen. De meeste astronomen die de geboorteplaats van de zon bestuderen, denken dat het zachte, grote associatiescenario het meest waarschijnlijk is, zegt astrofysicus Fred Adams van de Universiteit van Michigan in Ann Arbor, die niet betrokken was bij het nieuwe werk.
Maar de meeste eerdere studies omvatten de bewegingen van sterren in de tijd niet. Dus voerden astrofysici Susanne Pfalzner en Kirsten Vincke, beiden van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie in Bonn, Duitsland, duizenden computersimulaties uit om te zien hoe vaak verschillende soorten jonge stellaire families zonnestelsels zoals de onze produceren.
Het belangrijkste kenmerk van het zonnestelsel waarnaar het paar op zoek was, was de afstand tot de verste planeet vanaf de ster. Planeetvormende schijven kunnen zich uitstrekken tot honderden astronomische eenheden, of AU, de afstand tussen de aarde en de zon (SN: 16-07-19). Theoretisch zouden planeten zich helemaal tot aan de rand moeten kunnen vormen. Maar het planetaire materiaal van de zon zit meestal in de baan van Neptunus.
‘Je hebt een steile daling bij 30 AU, waar Neptunus is’, zegt Pfalzner. ‘En dit is niet wat je van een schijf verwacht.’
In 2018 lieten Pfalzner en haar collega’s dat zien een passerende ster zou kunnen zijn afgeknot en kromgetrokken de buitenrand van het zonnestelsel lang geleden. Als dat is wat er is gebeurd, zou het kunnen helpen om naar de geboorteomgeving van de zon te wijzen, redeneerde Pfalzner. De sleutel was om groeperingen te simuleren die zo dicht zijn dat stellaire flybys regelmatig plaatsvinden, maar niet zo dicht dat de ontmoetingen te vaak gebeuren en schijven vernietigen voordat planeten kunnen opgroeien.
‘We hoopten dat we één antwoord zouden krijgen’, zegt Pfalzner. ‘Het bleek dat er twee mogelijkheden zijn.’ En ze verschillen enorm van elkaar.
Grote verenigingen hebben meer sterren, maar de sterren zijn meer verspreid en laten elkaar over het algemeen met rust. Die verenigingen kunnen tot 100 miljoen jaar bij elkaar blijven. Compacte sterrenhopen daarentegen zien meer gewelddadige ontmoetingen tussen jonge sterren en duren niet zo lang. De sterren duwen elkaar binnen een paar miljoen jaar weg.
“Dit artikel opent een ander kanaal voor hoe de geboorteomgeving van de zon eruit zag”, zegt Adams, verwijzend naar het concept van gewelddadige clusters.
De nieuwe studie behandelt niet elk aspect van hoe een strak cluster het ontluikende zonnestelsel zou kunnen hebben beïnvloed. De bevindingen verklaren niet hoe straling van andere sterren in de cluster bijvoorbeeld planeetvormende schijven zou kunnen uithollen, waardoor de zonneschijf zou kunnen zijn gekrompen of zelfs de vorming van het zonnestelsel had kunnen voorkomen. De studie verklaart ook niet bepaalde zware elementen die worden aangetroffen in meteorieten, waarvan wordt gedacht dat ze afkomstig zijn van een nabijgelegen supernova en die daarom kunnen vereisen dat de zon afkomstig is van een langlevende stellaire familie.
“I denk [the research] is een interessante toevoeging aan het debat ‘, zegt Adams. “Het valt nog te bezien hoe de stukjes van de puzzel in elkaar passen.”
Pfalzner denkt dat de sterrenhoop uiteen zou vallen voordat straling een groot verschil zou maken, en er zijn andere verklaringen voor de zware elementen behalve een enkele supernova. Ze hoopt dat toekomstige studies dat soort kosmische chemie kunnen gebruiken om de geboorteplaats van de zon nog verder te verkleinen.
‘Voor ons mensen is dit een belangrijke vraag’, zegt Pfalzner. ‘Het maakt deel uit van onze geschiedenis.’
