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一顆恆星死亡，另一顆恆星誕生。舊的殘骸被收集起來，至少在某種程度上，成為新事物的一部分。這就是天文學上的生命迴圈，也是恆星曆經億萬年演化的原因，每一代都融入了之前恆星合成的新元素。與最早由氫和氦組成的恆星不同，如今的恆星含有其前輩傳下來的較重元素，如碳、鐵和氧。
除了產生構成我們星球和我們身體的許多元素之外，恆星的誕生和死亡迴圈似乎也推動了大約45億年前我們太陽系的形成。根據7月1日《天體物理學雜誌快報》發表的一項研究中概述的新的模型，來自幾光年外一顆爆炸的巨大恆星的衝擊波很可能觸發了將成為我們太陽和行星的分子云的坍塌。
研究人員採用了一些天體物理學上的取證方法，在原始隕石中發現了短壽命放射性同位素的指紋，這些放射性同位素早已衰變為更穩定的子元素。為了將這些放射性同位素納入原始太陽系天體，它們必須來自附近的某種災難性事件，無論是被稱為超新星的恆星爆炸，還是衰退的恆星以不太劇烈的方式丟擲物質層，並以新合成的方式交付。
一些研究人員推測，短壽命同位素可能是在足以使太陽前雲坍塌的衝擊波中到達的，從而一舉啟動了太陽系的形成並注入了新合成的物質。
但是，卡內基科學研究所的理論天體物理學家研究合著者艾倫·博斯說，之前的模型未能向新生的太陽系輸送足夠的物質，以解釋觀察到的短壽命放射性同位素的普遍存在。博斯多年來一直在研究這個問題，試圖解開太陽系形成的謎團。“稱之為‘太陽系犯罪現場’，”他說。“這是一個《犯罪現場調查》節目。”
博斯說，多年來，他的模型一直依賴於一種相對較厚的衝擊波前沿，基於行星星雲中噴射出的物質外殼。在新的研究中，博斯和他的卡內基研究所同事桑德拉·凱澤調整了衝擊波的模型厚度和密度。改變衝擊波前沿的引數提高了注入機制的效率，以至於衝擊波確實可以將足夠的物質推入坍縮的雲中，以匹配觀察到的放射性同位素水平。“砰的一聲，突然注入效率提高了很多，”博斯說，並補充說關鍵是納入了“更苗條、更精簡、更細長的衝擊波前沿”。
博斯模型中苗條的衝擊波前沿更像一顆大質量恆星核心坍塌引發的超新星，而不是另一種提出的解釋，即從一種稱為漸近巨星分支（AGB）恆星的老化恆星中噴射出的膨脹物質外殼。“確實有充分的理由認為超新星做到了這一點，”博斯說。
夏威夷大學馬諾阿分校的宇宙化學家加里·赫斯說，僅從遭遇機率來看，超新星機制似乎比AGB恆星的推動更可能。“似乎有更多種多樣的大質量恆星是可行的來源，而不是AGB恆星，其中大多數產生的鐵60不足，”鐵60是早期太陽系中存在的短壽命放射性同位素之一，赫斯說。
他指出，這篇新論文加強了許多先前的研究，這些研究表明，大質量超新星是早期太陽系中短壽命元素的來源。“我認同這個結論，但情況絕非定論，”赫斯說。“要徹底解決這個問題，還需要進行更多像本文一樣的研究，更多對恆星、恆星形成和恆星爆炸的觀察，以及更多恆星核合成的模型。”
當然，沒有任何理由表明，在太陽前雲因一個完全不相關的原因開始坍塌後不久，某種機制就無法輸送放射性同位素。“將這兩個行為與一個共同的來源聯絡起來，主要是為了節省假設，”博斯說。“同時做這兩件事很好，而且它似乎確實有效。”
與偵破更多傳統懸案的偵探一樣，博斯繼續將更好的技術應用於這項任務。他現在正從二維建模轉向三維建模，這個過程需要更多的計算能力，但可以為徹底解開太陽系形成的謎團提供更好的線索。“大自然母親做到了這一點，”博斯說。“我們知道誰是肇事者，但我們想知道她是怎樣做到的。”