地球是由超新星冲击波孕育而成的吗？

一项新研究认为，地球这类岩石行星的形成，可能得益于附近一次超新星爆炸。研究人员提出的“浸润模型”解释了超新星如何在不摧毁早期太阳系的情况下，为其提供形成岩石行星所必需的放射性元素。这一发现不仅揭示了地球的诞生机制，也暗示着银河系中类似地球的行星可能比我们想象的更为普遍。

行星形成的基础

太阳系最初并非一个系统，而是一个由气体和尘埃组成的盘，围绕着一颗原始恒星。随着时间推移，行星从这些物质中诞生。岩石行星的形成，需要一种特殊的条件。

• 热量是关键： 新生的原行星需要足够的热量来蒸发掉多余的水分。
• 热量来源： 这种热量来自被称为 短寿命放射性核素 (SLRs) 的放射性元素。

超新星的双重作用

超新星爆炸是 SLRs 的一个主要来源，但它也像一把双刃剑。

• 优点： 爆炸能为原行星盘提供形成岩石行星所必需的 SLRs。
• 缺点： 如果爆炸距离太近，其强大的冲击波足以摧毁脆弱的、正在形成中的太阳系。

“浸润模型”：一个解决方案

为了解决这个矛盾，日本研究团队提出了“浸润模型”。这个模型认为，一次大约在三光年外的超新星爆炸，既能提供必要的元素，又不会破坏系统。

这个过程分为两步：

• 初步注入： 超新星爆炸首先将一部分 SLRs “浸润”到我们的原行星盘中。
• 宇宙射线“加强针”： 随后，超新星产生的 宇宙射线 会继续照射行星盘内的物质，从而在本地生成更多额外的放射性元素。

这个“先注入，后加强”的过程，解释了我们在陨石中发现的 SLRs 比例，解决了此前模型无法解释的难题。

更广泛的意义

这个模型不仅关乎我们自身的起源，也改变了我们对宇宙的看法。它意味着形成类似地球的行星的条件可能没有之前想象的那么苛刻。

“我们估计，至少 10%，甚至可能高达 50% 的类日恒星，其周围的原行星盘拥有与早期太阳系相似的 SLRs 丰度。我们的研究结果表明，像地球这样缺水的岩石行星在银河系中可能比以前认为的更普遍。”