Czy jesteśmy stworzeni z jednej lub więcej gwiazd?

22

[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?

Miejcie to na uwadze
źródło
Świetne pytanie! Gwiezdna historia jest naprawdę interesującym obszarem do zagłębiania się.
nazwie2voyage
1
Niejasno spokrewnione z fizyką : physics.stackexchange.com/questions/3769/…
dmckee

Odpowiedzi:

16

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.

Gerald
źródło
+1 Dzięki, to jasna odpowiedź. O „opinii”: czy jest to opinia podzielana przez większość specjalistów? Czy to konsensus głównego nurtu? Typowa hipoteza robocza? Itd. (Czy mógłbyś podać coś na ten temat w swojej odpowiedzi?)
Zachowaj te myśli
2
Niezła odpowiedź. Byłoby fajnie pracować Metaliczność gwiazd (tj. - pop I, II i III) gwiazd w twojej odpowiedzi.
astromax
@GlenTheUdderboat Próbowałem pozostać jak najbliżej obecnego pov.
Gerald
4

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:

frodeborli
źródło
1
Twój argument jest naprawdę zdezorientowany. Powiedziałeś, że ponieważ mamy złoto na Ziemi, musi to oznaczać, że nie możemy być produktem jednej gwiazdy. Chociaż zgadzam się, że prawie na pewno jesteśmy stworzeni z bi-produktów wielu gwiazd w galaktyce, twoja logika jest wadliwa. Następnie przystępujesz do wyjaśniania podstawowej astrofizyki gwiezdnej (bez żadnej wzmianki o źródłach), czego nie wymaga OP. Co to jest „eon”?
astromax
1
Poprawiłem artykuł; neon, nie eon. Wydaje mi się również, że wyjaśnienie, dlaczego jest mało prawdopodobne, abyśmy otrzymali wiele zarówno na przykład helu, jak i złota z jednej gwiazdy, jest pomocne, nawet jeśli nie zapytał. W gwiazdach wytwarzających złoto nie pozostanie dużo helu. Zaobserwowano również, że zderzenia gwiazd neutronowych wytwarzają złoto i mogą stanowić całość złota we wszechświecie: sciencenews.org/article/gold-seen-neutron-star-collision-debris .
frodeborli
2
To niepoprawny argument. Supernowe wytwarzają złoto. Ponadto, jakie masz dowody na poparcie tego, że „w gwiazdach wytwarzających złoto nie pozostanie dużo helu”. Wołam cię - jestem teraz przekonany, że wymyślasz prawie wszystko, co powiedziałeś na tej stronie.
astromax
1
Cóż, niewiele powiedziałem na tej stronie. Odpowiedziałem tylko na dwa pytania. Cała reszta to pytania, w których próbowałem sprawdzić, czy mój „światopogląd” jest prawidłowy, i zrobiłem to, próbując wyjaśnić mój „światopogląd” jako podstawę mojego pytania. W obu odpowiedziach, które przedstawiłem, jestem całkiem pewien, że mam rację. Nie widziałem wielu cytatów w innych odpowiedziach, więc założyłem, że nie było to wymagane. Później zaktualizuję moje dwie odpowiedzi źródłami.
frodeborli
1
@astromax Gold w rzeczywistości NIE jest tworzony w pojedynczych gwiazdach, ale w DWÓCH kolizjach gwiazd, zgodnie z cfa.harvard.edu/news/2013-19 . Dlatego twierdzę, że złoto jest najprostszym dowodem na to, że Układ Słoneczny nie pochodzi od jednej starożytnej gwiazdy. Jeśli chodzi o resztę twoich argumentów, że po supernowej pozostanie dużo helu, chcę zobaczyć źródła. Ale oczywiście masz prawo do głosowania za mną.
frodeborli
3

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.

Walter
źródło
Około połowa ciężkich pierwiastków poza żelazem powstaje (w procesie s) i rozprasza się w ISM (poprzez mieszanie i wiatry) przez gwiazdy AGB, które nie kończą się wybuchem supernowej.
Rob Jeffries