Досолнечное зерно в метеорите из Антарктиды вписалось в модель сверхновой с горящим водородом

Планетологи отыскали в метеорите ALH 77307 досолнечное зерно с рекордным обилием изотопа магния ²⁵Mg. Его свойства вписываются в модель образования при взрыве массивной звезды, гелиевый слой которой был обогащен водородом. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Досолнечные зерна, которые можно найти в веществе астероидов и примитивных метеоритов, представляют огромную ценность для планетологов, так как содержат вещество, связанное с финальными стадиями жизни звезд, существовавших до возникновения Солнца, и попавшее в состав протосолнечной туманности. Они сохранились до наших дней в практически неизмененном виде и дают информацию о химической эволюции Млечного Пути за счет звездного нуклеосинтеза, эволюции светил, физических свойств звездных атмосфер и процессов перемешивания внутри звезд, а также взаимодействия звезд с окружающей средой.

Если измерить изотопный состав досолнечных силикатных зерен, то их можно разделить на несколько групп в зависимости от обилия изотопов кислорода ¹⁸O, ¹⁷O, ¹⁶O и магния ²⁵Mg и ²⁶Mg, что, в свою очередь, связывается в разными типами источников: звезды асимптотической ветви гигантов, в том числе промежуточной массы со сверхсолнечной металличностью, красные гиганты, вспышки новых и сверхновых, звезды супер-асимптотической ветви гигантов.

Группа планетологов во главе с Николь Невилл (Nicole Nevill) из Университета Кертина сообщила о результатах исследований одного из досолнечных силикатных зерен из метеорита ALH 77307, найденного в Антарктиде в конце прошлого века. Этот углистый хондрит считается одним из самых малоизмененных процессами в родительском теле и примитивных метеоритов, когда-либо обнаруженных. Ученые работали с полированными тонкими срезами метеорита, которые исследовались при помощи сканирующего электронного микроскопа, атомно-зондовой томографии и наномасштабной масс-спектрометрии вторичных ионов.

Форстеритоподобное зерно под обозначением N-AL6 обладает размером 400 на 580 нанометров и треугольным профилем сечения с закругленными углами. Его соотношение ¹⁷O/¹⁶O в 3,2 раза больше солнечного и отличается от окружающей матрицы метеорита. Кроме того, оно демонстрирует самое большое значение обилия изотопа ²⁵Mg, измеренного в силикатных зернах.

До недавнего времени считалось, что досолнечные зерна первой группы, к которой относится N-AL6, возникают внутри красных гигантов или маломассивных звезд асимптотической ветви гигантов с металличностью, близкой к солнечной. Однако ранее было показано, что досолнечные зерна первой и второй групп с обилием изотопа ²⁵Mg способны возникать в сверхновых типа II, когда взрывается массивная звезда с солнечной металличностью, поглощавшая перед взрывом водород гелиевой оболочкой, который в дальнейшем проходит стадию взрывного ядерного горения при прохождении ударной волны. N-AL6 вписывается в такую модель. Оно могло конденсироваться в околозвездной среде, обедненной тяжелыми элементами, либо непосредственно перед коллапсом звезды, когда перемешивание слоев сверхновой минимально.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые нашли в кометной пыли частицы протосолнечной туманности.