Czy jesteśmy stworzeni z jednej lub więcej gwiazd?

[T] jego zbieg okoliczności pozwolił gwiazdom na późnych etapach życia zamienić hel w węgiel, tlen i większość innych atomów, z których zbudowaliśmy ciebie i mnie. [...] [W] jesteśmy zrobieni z gwiezdnych rzeczy.

^{Max Tegmark, Nasz Wszechświat Matematyczny: Moje dążenie do ostatecznej natury rzeczywistości , str. 64}

Zakładając, że Słońce nie znajduje się w późnych stadiach swojego życia, przeczytałem, że skoro jesteśmy zbudowani głównie z pyłu gwiezdnego, ale nie pyłu słonecznego. Raczej najwyraźniej w większości zbudowane są z atomów wytwarzanych przez wcześniejsze (teraz martwe i zakopane) gwiazdy.

Moje pytanie brzmi: czy prawdopodobne jest, że istniała jedna Układowa gwiazda poprzednia Układu Słonecznego (wytwarzająca węgiel), czy też Układ Słoneczny ma prawdopodobnie więcej niż jedną (być może wiele) (wytwarzającą węgiel) „gwiazdę macierzystą”? (I wydaje się, że istnieje również trzecia „możliwość”: że nagromadzenie, powiedzmy, węgla zajmuje więcej niż jedno pokolenie gwiazd.) Jaka jest (cześć) historia tutaj?

Dokładna historia przedpolarna nie jest znana. Spróbuję opowiedzieć prawdopodobną historię w czasie.

Nasze słońce prawdopodobnie ma braci i siostry rozproszone po całej Drodze Mlecznej. W późniejszym czasie nasze słońce prawdopodobnie było częścią otwartej gromady gwiazd, takiej jak Hyades . Gromady otwarte nie są stabilne i wyrzucają gwiazdy przez setki milionów lat. ( Więcej o próbach znalezienia rodzeństwa Sun. )

Takie gromady gwiazd zwykle tworzą się w mgławicach takich jak Mgławica Oriona . Gęste mgławice zwykle zawierają krótkotrwałe gwiazdy o wielu masach słonecznych, które zwykle kończą się jako supernowe , dodając ciężkie atomy do mgławicy i otaczającego ją ośrodka międzygwiezdnego . Nasze słońce jest bogate w ciężkie atomy, łatwe do wykrycia w liniach spektralnych światła słonecznego lub wiatru słonecznego; atomy te nie mogły powstać na słońcu, ponieważ jego rdzeń nie jest jeszcze wystarczająco gorący, aby utworzyć te pierwiastki; niektóre nigdy nie utworzą się na słońcu. Ziemia składa się głównie z pierwiastków chemicznych cięższych niż hel. Gwiazdy takie jak nasze słońce, bogate w ciężkie pierwiastki, nazywane są gwiazdami populacji I(astronomowie nazywają wszystkie pierwiastki chemiczne oprócz wodoru i helu). Gwiazdy populacji I (i Ziemia) mogły powstać, przynajmniej częściowo, z resztek supernowych. Stare gwiazdy, urodzone w czasach, w których narodzili się bezpośredni poprzednik naszego Słońca, wciąż można znaleźć w Drodze Mlecznej. Nazywa się je gwiazdami II populacji. Zawierają mniej materiału wykonanego z ciężkich pierwiastków niż nasze Słońce, ale wciąż więcej niż zapewnia Wielki Wybuch. Dlatego musiały istnieć nawet starsze gwiazdy, zwane gwiazdami III populacji.

Supernowe mogą również destabilizować ośrodek międzygwiezdny z powodu frontów uderzeniowych, ostatecznie prowadząc do lokalnego zapaści, szczególnie mgławic.

Ziarna przedpolarne wciąż padają na Ziemię; „pierwiastki w tych cząsteczkach powstały w różnym czasie (i miejscach) we wczesnej Drodze Mlecznej”.

W ten sposób prawdopodobną odpowiedzią na pytanie jest to, że prawdopodobnie składamy się z pozostałości kilku supernowych i kilku generacji supernowych.

Jest bardzo mało prawdopodobne, że jesteśmy stworzeni z rzeczy tylko z jednej gwiazdy. Najprostszym powodem jest to, że mamy złoto na ziemi. Uważamy, że złoto powstaje w wyniku zderzenia dwóch masywnych gwiazd (prawdopodobnie gwiazd neutronowych).

Gdyby Słońce było tylko jeden poprzednik, byłoby bardzo prawdopodobne, że cała jego masa nadal byłaby w pobliżu. Całkowita masa całego Układu Słonecznego jest zbyt duża, aby utworzyć na przykład nikiel i miedź w dowolnej zauważalnej ilości. Musiałbyś mieć gwiazdę o masie około 5 razy większej niż masa Układu Słonecznego. Ta masa nie znika.

Można oczywiście spekulować, że kilka gwiazd neutronowych 2-3 razy w układzie słonecznym początkowo stworzyło wszystko, a następnie podzieliło się na około 2-3 różne układy słoneczne. Ale mamy dość dużo pierwiastków chemicznych, takich jak wodór i hel na słońcu, których nie byłoby dużo w gwiazdach neutronowych (ze względu na to, że musiały się stopić w cięższe pierwiastki).

Wszystkie gwiazdy przechodzą kilka etapów od ich powstania do śmierci:

Początkowo teoria głosi, że wodór był dominującym pierwiastkiem chemicznym. Jest to „najprostszy” pierwiastek chemiczny. Gdy hel zostanie ściśnięty, z powodu grawitacji gwiazdy jego temperatura wzrośnie. Gdy osiągnie około 10 milionów stopni, rozpocznie się fuzja. Fuzja wodoru tworzy hel.

Hel, cięższy od wodoru, zatopi się w centrum gwiazdy. Później będziesz miał fuzję helu, jeśli gwiazda jest wystarczająco masywna, aby wystarczająco skompresować hel. Hel będzie wytwarzał tlen i węgiel.

Bardzo masywna gwiazda o masie wielu słońc jest w stanie stopić tlen i węgiel - co tworzy wiele różnych pierwiastków chemicznych; neon, sód, magnez, siarka i krzem. Późniejsze reakcje przekształcają te pierwiastki w wapń, żelazo, nikiel, chrom, miedź i inne.

W końcu wiele gwiazd eksploduje w supernową. W tym procesie wiele z tych materiałów zostanie wyrzuconych w przestrzeń kosmiczną, gdzie ponownie zgromadzą się pod wpływem grawitacji.

Słońce prawdopodobnie powstało w nieuporządkowanym wszechświecie, gdzie wodór i być może hel spotkały się w regionie, w którym było dużo tych innych pierwiastków chemicznych.

Źródła:

• http://curious.astro.cornell.edu/supernovae.php , http://www.enchantedlearning.com/subjects/astronomy/stars/fusion.shtml - gwiazdy muszą być w stanie stopić coraz cięższe elementy.
• http://www.cfa.harvard.edu/news/2013-19 - Złoto stworzone przez zderzenie gwiazd neutronowych.

Krótka odpowiedź brzmi: jesteśmy stworzeni z „rzeczy” wniesionych przez wiele gwiazd. Ośrodek międzygwiezdny, z którego powstał Układ Słoneczny, został wzbogacony o wszelkiego rodzaju pierwiastki syntetyzowane w poprzednich generacjach gwiazd. Większość ciężkich pierwiastków formuje się i wstrzykuje do ISM w wyniku wybuchu supernowej masywnej gwiazdy.