传统理论认为，太阳系是由一次超新星爆炸产生的冲击波触发形成的。冲击波将来自爆炸恒星的物质注入附近的一个尘埃-气体云，导致其塌陷，最后形成了太阳及其周围的行星。卡内基科学研究所的艾伦·伯斯进行了一项新研究，发现了支持这一理论的新证据。研究发现刊登于《天体物理学杂志》。
研究过程中，伯斯对太阳系的形成过程，即从最初的尘埃-气体云塌陷到恒星形成的中间阶段，进行了建模。在验证太阳系形成理论中，陨石化学是一个非常重要的限制因素。陨石保留着太阳系诞生之初存在的元素、同位素和化合物记录，其中的碳质球粒陨石含有某些已知最早的样本。
球粒陨石含有一种非常有趣的物质：短寿命放射性同位素。同位素是元素的一种变体，两者质子数相同，但中子数不同。有时候，原子核的中子数量会导致同位素不稳定，这就是放射性同位素。为了达到稳定态，同位素会释放高能粒子，从而改变质子和中子数量，变成另一种元素。
太阳系诞生之初存在的某些同位素具有放射性，根据各自的衰变速度，它们会在数千万至数亿年内消散殆尽。球粒陨石形成时，这些同位素仍旧存在，在某些原始球粒陨石内发现它们的大量稳定衰变产物——“子同位素”——就是明证。通过测算子同位素的数量，科学家能够了解球粒陨石是何时以及如何形成的。
最近，卡内基科学研究所的米里亚姆·泰勒斯对球粒陨石进行分析，焦点是铁-60。它是一种短寿命放射性同位素，会衰变成镍-60。铁-60只能由特定类型恒星内部的核反应大量形成，包括超新星或者所谓的“渐近巨星分支”（AGB）恒星。
由于太阳形成时孕育的所有铁-60已经经历了长时间衰变，泰勒斯将研究目光放到了它们的子同位素镍-60上。陨石样本中发现的镍-60数量——尤其是与稳定的普通铁-56的相对数量——能够揭示这些陨石的母体于何时形成。大量铁-60进入早期太阳系的可能途径并不多，其中之一便是通过超新星。研究发现刊登于《地球化学与宇宙化学学报》。
虽然泰勒斯的研究并未发现确凿证据，证明放射性同位素由冲击波注入，但研究显示存在于早期太阳系的铁-60数量与超新星起源具有一致性。在这项最新陨石研究的基础上，伯斯再度将目光投向了冲击波触发云塌陷早期模型。他延长了模型的时间跨度，从最初的塌陷扩展到恒星形成的中间阶段，当时太阳已经诞生。接下来的研究重点是，将太阳系起源模型与陨石样本分析结合在一起。这一步非常重要。
伯斯说：“我的研究发现表明，超新星冲击波仍是最可信的太阳系起源理论。它们能够解释太阳系内的短寿命放射性同位素。”伯斯将研究论文献给共事多年的已故同事桑德拉·凯瑟。20多年来，她一直为卡内基科学研究所的地磁学部门提供计算和编程支持，于今年3月离开人世。
超新星冲击波将短寿命放射性同位素——例如铁-60——
注入一个新形成的原行星盘。图像中的颜色代表入盘同位素的相对数量。
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译者：牛树君
责编：钟狼将
