IT之家 12 月 18 日消息,科技媒體 Golem 昨日(12 月 17 日)發(fā)布博文,報(bào)道稱東京大學(xué) Ryo Sawada 領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)于 2025 年 12 月 10 日在《Science Advances》發(fā)表研究指出,類地行星的誕生可能普遍受益于超新星的“洗禮”。
天文學(xué)界長(zhǎng)期存在一個(gè)核心疑問(wèn):宇宙中究竟有多少像地球這樣的巖石行星?行星形成的原材料是星子(Planetesimals),最初由巖石與冰的混合物構(gòu)成,要演化成類似地球的干燥巖石行星,星子必須在原恒星系統(tǒng)早期經(jīng)歷劇烈加熱以蒸發(fā)水分,因此驅(qū)動(dòng)內(nèi)部演化需要足夠的熱量。
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圖源:Pixabay
這種熱量主要源于鋁-26 等短壽命放射性核素(SLRs)的衰變。科學(xué)界普遍認(rèn)為,這些珍貴的放射性物質(zhì)極有可能源自附近的超新星爆發(fā)。
然而,現(xiàn)有的理論模型在解釋這一過(guò)程時(shí)陷入了困境。如果超新星距離太近,通過(guò)噴射物直接將放射性同位素“注入”原行星盤(pán),其巨大的能量往往會(huì)順帶吹散或摧毀脆弱的原行星盤(pán),導(dǎo)致行星無(wú)法形成;如果距離太遠(yuǎn),又無(wú)法輸送足夠數(shù)量的放射性核素。
如何在不破壞原行星盤(pán)的前提下,解釋隕石分析中發(fā)現(xiàn)的高豐度鋁-26,成為了困擾天體物理學(xué)家的難題。
為解決這一悖論,Ryo Sawada 團(tuán)隊(duì)提出了全新的“浸沒(méi)機(jī)制”(Immersion Mechanism)概念。研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的模型顯示,當(dāng)超新星在距離原行星盤(pán)約 1 秒差距(約 3.26 光年)處爆發(fā)時(shí),其產(chǎn)生的激波會(huì)像海嘯一樣擴(kuò)散。此時(shí),激波中捕獲了大量加速的高能粒子(宇宙射線)。
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與直接注入物質(zhì)不同,這種新機(jī)制更像是一場(chǎng)“宇宙射線浴”。當(dāng)膨脹的超新星激波接觸到原行星盤(pán)時(shí),被激波裹挾的高能粒子會(huì)持續(xù)轟擊盤(pán)面。
這些宇宙射線在原行星盤(pán)內(nèi)部引發(fā)了核合成反應(yīng),直接在盤(pán)內(nèi)“制造”出了鋁-26 等關(guān)鍵放射性核素。這種方式既保證了足夠的核素豐度,又因?yàn)榫嚯x適中,讓原行星盤(pán)免受毀滅性打擊。
這項(xiàng)研究不僅解決了理論難題,更對(duì)尋找外星生命具有重大意義。研究估算,在恒星形成的星團(tuán)環(huán)境中,類太陽(yáng)恒星在其誕生初期遭遇這種超新星激波“洗禮”的概率非常高。這意味著,具備地球形成所需熱源條件的恒星系統(tǒng)并非特例,而是常態(tài)。因此,宇宙中能夠孕育出類地巖石行星的系統(tǒng)數(shù)量,可能遠(yuǎn)比我們此前認(rèn)為的要普遍得多。
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