schlechte Astronomie | Hypatia-Meteorit in Verbindung mit einer Supernova des Weißen Zwergs

Ein sehr seltsamer Meteorit, der 1996 in Westägypten gefunden wurde, enthält möglicherweise kleine Teile von Supernova-Trümmer, nicht irgendeine Supernova, sondern den Stern der Explosion eines Weißen Zwergs, der der Rest eines sonnenähnlichen Sterns ist. Wenn dies der Fall wäre, wäre dies der erste Beweis für eine relativ nahe Supernova dieser Art, die sich vor der Geburt der Sonne und der Planeten ereignete. [link to paper].

Der Stein heißt Hypatia und entpuppt sich sofort als ziemlich exzentrisch. Die Idee, dass es sich überhaupt um einen Meteoriten handelte, wurde zunächst bestritten, aber Laboruntersuchungen zeigten, dass die Zusammensetzung und die elementare Zusammensetzung einem Meteoritentyp ähnlich genug waren, der außerirdisch zu sein scheint.

Diese Art von Meteoriten wird genannt kohlige Chondrite. Diese sind im Allgemeinen reich an Kohlenstoff, und viele enthalten Chondren, die im Allgemeinen kleine, runde Materialkörner sind, die sich früh im Prozess gebildet haben, der die Sonne, Planeten, Asteroiden und alles andere in unserem Sonnensystem geformt hat.

Ein bestimmter Typ, die sogenannte CI-Gruppe, hat sehr wenig oder gar keinen Knorpel, und Hypatia scheint zu diesem Typ zu gehören. Diese Gruppe von Meteoriten ist sehr alt, was bedeutet, dass sie sehr früh entstanden sind, bevor sich Sonne und Planeten aus einer Gas- und Staubwolke, dem Sonnennebel, vereinigten. Tatsächlich weist die Häufigkeit des Xenon-Isotops in Hypatia darauf hin, dass es sich weniger als 40 Millionen Jahre nach Beginn des Zusammenbruchs des Sonnennebels gebildet hat.

Die Untersuchung von Hypatia ist eine Herausforderung, da eine sehr kleine Portion mit einem Gewicht von 30 Gramm – etwas mehr als einer Unze – gefunden wurde. Studien haben jedoch gezeigt, dass es zwei verschiedene Arten von Schüttgütern enthält. Einer scheint keine Elemente zu enthalten, die schwerer als Sauerstoff sind, während der andere messbare Mengen an schweren Elementen wie Eisen und Nickel enthält.

Diese Elemente sind wirklich interessant: Sie entstehen, wenn Sterne explodieren und sich in eine Supernova verwandeln. Die Explosion ist so stark, dass in der ausgestoßenen Materie eine thermonukleare Fusion auftritt und schwere Elemente entstehen.

Wichtig ist jedoch die relative Häufigkeit dieser Elemente. Die Menge an Silizium, die beispielsweise im Vergleich zu Eisen vorhanden ist, kann Ihnen genauere Auskunft über die Herkunft des Materials geben. In der neuen Studie fanden Wissenschaftler heraus, dass diese Hypatia-Körner im Vergleich zu Eisen einen signifikanten Mangel an Silizium und Mangan aufwiesen, was sehr seltsam ist.

Mit Blick auf die Elementbildungsprozesse in verschiedenen Typen von Supernovae konnten Wissenschaftler den Typ ausschließen, der aus dem Primärkollaps eines massereichen Sterns am Ende seines Lebens stammt; Dadurch werden die Gegenstände nicht in den richtigen Proportionen gerendert, um mit Hypatia übereinzustimmen.

Eine andere Art von Supernova, genannt Typ Ia, tritt auf, wenn ein sehr dichter Weißer Zwerg – der kompakte Kern eines Sterns wie der Sonne, der übrig bleibt, nachdem sich der Stern in einen Roten Riesen verwandelt und seine äußeren Schichten sprengt, wodurch der Kern dem Weltraum ausgesetzt wird – Material ansammelt von einem Doppelstern. Es kann sich so viel Material ansammeln, dass die starke Schwerkraft des Weißen Zwergs die Fusion entzündet und so viel Energie erzeugt, dass der Stern sich selbst zerreißt und explodiert. Es gibt verschiedene Unterkategorien dieser Art von Supernova, darunter eine, bei der der Weiße Zwerg eine Heliumkruste des anderen Sterns ansammelt, die beim Verschmelzen zur Fusion von mehr aktivem Kohlenstoff innerhalb des Zwergs führt.

Dies ist keine sehr häufige Art von Supernova – obwohl die erste jemals beobachtete extragalaktische Supernova, SN 1885A in der Andromeda-Galaxie, von dieser Art war* – aber sie erzeugen eine einzigartige Fülle von Elementen, und die Modelle zeigen, dass dies gut genug zu Hypatia passt, um höchst verdächtig zu sein.

Der hohe Kohlenstoffgehalt von Hypatia könnte einen ähnlichen Ursprung haben. Bevor der Stern zu einem Weißen Zwerg wird, ist er zunächst ein Roter Riese und kann viel Kohlenstoff enthalten, der in den Weltraum geblasen wird und Rußkörner einer allgemein so genannten Substanz bildet Boden. In einer Wolke aus diesem Staub könnte eine Supernova aufgetreten sein, und sie versammelten sich. Schließlich gelangte dieses Material in den Nebel, aus dem das Sonnensystem entstand. Das ist nicht sehr seltsam. Wir wissen, dass ein Teil des Kohlenstoffs in den Meteoriten von anderen Sternen stammt, die ebenfalls den Sonnennebel verschmutzen.

All dies muss sich jedoch noch verfestigen – entschuldigen Sie den Ausdruck -. Hypatia ist klein und mit Standardmethoden nicht leicht zu untersuchen, und einige der gezogenen Schlussfolgerungen stehen im Widerspruch zu Standardvorstellungen. Zum Beispiel geht man derzeit davon aus, dass das meiste Material im Sonnennebel gut gemischt wurde, aber das Material in Hypatia ist nicht gut gemischt. Das ist kein Deal Breaker, aber es weist darauf hin, dass diese neue Studie – wieder, oops – gegen den Trend geht.

Wenn diese Idee zutrifft, wäre dies der erste direkte Beweis für eine nahe gelegene Supernova des Weißen Zwergs, die irgendwann vor der Entstehung unseres Planeten aufgetreten ist. Es war vielleicht nicht die einzige Supernova oder die einzige Quelle interstellarer Materie, die unseren Geburtsnebel gesät hat, aber dies genau bestimmen zu können, wäre sehr aufschlussreich dafür, was im Weltraum passiert ist, um unser Sonnensystem zu bilden.

Denken Sie daran, dass alles, was Sie um sich herum sehen – einschließlich aller Atome in Ihrem Inneren – aus den Materialien dieses vorsolaren Nebels besteht. Wie Carl Sagan sagte, Sie sind buchstäblich ein Star.

Und das Star-Zeug explodierte. Supernova-Dinge. Es ist eine großartige Idee, die noch beeindruckender wird, weil sie sich als richtig erwiesen hat.

* Ich wusste das, weil die erste Arbeit, an der ich mitverfasst war, 1885 war, und während mein Berater Roger Chevalier den Löwenanteil der Arbeit an dieser Arbeit leistete, las ich viel über diese Ereignisse und lernte damals viel darüber.

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