IT之家 12 月 18 日消息,科技媒體 Golem 昨日(12 月 17 日)發布博文,報道稱東京大學 Ryo Sawada 領導的研究團隊于 2025 年 12 月 10 日在《Science Advances》發表研究指出,類地行星的誕生可能普遍受益于超新星的“洗禮”。
天文學界長期存在一個核心疑問: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早期經歷劇烈加熱以蒸發水分,因此驅動內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。科學界普遍認為,這些珍貴的放射性物質極有可能源自附近的超新星爆發。
然而,現有的理論模型在解釋這一過程時陷入了困境。如果超新星距離太近,通過噴射物直接將放射性同位素“注入”原行星盤,其巨大的能量往往會順帶吹散或摧毀脆弱的原行星盤,導致行星無法形成;如果距離太遠,又無法輸送足夠數量的放射性核素。
如何在不破壞原行星盤的前提下,解釋隕石分析中發現的高豐度鋁-26,成為了困擾天體物理學家的難題。
為解決這一悖論,Ryo Sawada 團隊提出了全新的“浸沒機制”(Immersion Mechanism)概念。研究團隊構建的模型顯示,當超新星在距離原行星盤約 1 秒差距(約 3.26 光年)處爆發時,其產生的激波會像海嘯一樣擴散。此時,激波中捕獲了大量加速的高能粒子(宇宙射線)。
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與直接注入物質不同,這種新機制更像是一場“宇宙射線浴”。當膨脹的超新星激波接觸到原行星盤時,被激波裹挾的高能粒子會持續轟擊盤面。
這些宇宙射線在原行星盤內部引發了核合成反應,直接在盤內“制造”出了鋁-26 等關鍵放射性核素。這種方式既保證了足夠的核素豐度,又因為距離適中,讓原行星盤免受毀滅性打擊。
這項研究不僅解決了理論難題,更對尋找外星生命具有重大意義。研究估算,在恒星形成的星團環境中,類太陽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并非特例,而是常態。因此,宇宙中能夠孕育出類地巖石行星的系統數量,可能遠比我們此前認為的要普遍得多。
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