新研究稱超新星爆發(fā)是類地行星的“助產(chǎn)士”

IT之家 12 月 18 日消息，科技媒體 Golem 昨日（12 月 17 日）發(fā)布博文，報道稱東京大學 Ryo Sawada 領(lǐng)導的研究團隊于 2025 年 12 月 10 日在《Science Advances》發(fā)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(gòu)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(tǒng)早期經(jīng)歷劇烈加熱以蒸發(fā)水分，因此驅(qū)動內(nèi)部演化需要足夠的熱量。

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(zhì)極有可能源自附近的超新星爆發(fā)。

然而，現(xiàn)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(shù)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(fā)現(xiàn)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(gòu)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(fā)時，其產(chǎn)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）。

與直接注入物質(zhì)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(xù)轟擊盤面。

這些宇宙射線在原行星盤內(nèi)部引發(fā)了核合成反應，直接在盤內(nèi)“制造”出了鋁-26 等關(guān)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(huán)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(tǒng)并非特例，而是常態(tài)。因此，宇宙中能夠孕育出類地巖石行星的系統(tǒng)數(shù)量，可能遠比我們此前認為的要普遍得多。

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