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一颗恒星死亡，另一颗恒星诞生。旧的残骸被收集起来，至少在某种程度上，成为新事物的一部分。这就是天文学上的生命循环，也是恒星历经亿万年演化的原因，每一代都融入了之前恒星合成的新元素。与最早由氢和氦组成的恒星不同，如今的恒星含有其前辈传下来的较重元素，如碳、铁和氧。
除了产生构成我们星球和我们身体的许多元素之外，恒星的诞生和死亡循环似乎也推动了大约45亿年前我们太阳系的形成。根据7月1日《天体物理学杂志快报》发表的一项研究中概述的新的模型，来自几光年外一颗爆炸的巨大恒星的冲击波很可能触发了将成为我们太阳和行星的分子云的坍塌。
研究人员采用了一些天体物理学上的取证方法，在原始陨石中发现了短寿命放射性同位素的指纹，这些放射性同位素早已衰变为更稳定的子元素。为了将这些放射性同位素纳入原始太阳系天体，它们必须来自附近的某种灾难性事件，无论是被称为超新星的恒星爆炸，还是衰退的恒星以不太剧烈的方式抛出物质层，并以新合成的方式交付。
一些研究人员推测，短寿命同位素可能是在足以使太阳前云坍塌的冲击波中到达的，从而一举启动了太阳系的形成并注入了新合成的物质。
但是，卡内基科学研究所的理论天体物理学家研究合著者艾伦·博斯说，之前的模型未能向新生的太阳系输送足够的物质，以解释观察到的短寿命放射性同位素的普遍存在。博斯多年来一直在研究这个问题，试图解开太阳系形成的谜团。“称之为‘太阳系犯罪现场’，”他说。“这是一个《犯罪现场调查》节目。”
博斯说，多年来，他的模型一直依赖于一种相对较厚的冲击波前沿，基于行星星云中喷射出的物质外壳。在新的研究中，博斯和他的卡内基研究所同事桑德拉·凯泽调整了冲击波的模型厚度和密度。改变冲击波前沿的参数提高了注入机制的效率，以至于冲击波确实可以将足够的物质推入坍缩的云中，以匹配观察到的放射性同位素水平。“砰的一声，突然注入效率提高了很多，”博斯说，并补充说关键是纳入了“更苗条、更精简、更细长的冲击波前沿”。
博斯模型中苗条的冲击波前沿更像一颗大质量恒星核心坍塌引发的超新星，而不是另一种提出的解释，即从一种称为渐近巨星分支（AGB）恒星的老化恒星中喷射出的膨胀物质外壳。“确实有充分的理由认为超新星做到了这一点，”博斯说。
夏威夷大学马诺阿分校的宇宙化学家加里·赫斯说，仅从遭遇概率来看，超新星机制似乎比AGB恒星的推动更可能。“似乎有更多种多样的大质量恒星是可行的来源，而不是AGB恒星，其中大多数产生的铁60不足，”铁60是早期太阳系中存在的短寿命放射性同位素之一，赫斯说。
他指出，这篇新论文加强了许多先前的研究，这些研究表明，大质量超新星是早期太阳系中短寿命元素的来源。“我认同这个结论，但情况绝非定论，”赫斯说。“要彻底解决这个问题，还需要进行更多像本文一样的研究，更多对恒星、恒星形成和恒星爆炸的观察，以及更多恒星核合成的模型。”
当然，没有任何理由表明，在太阳前云因一个完全不相关的原因开始坍塌后不久，某种机制就无法输送放射性同位素。“将这两个行为与一个共同的来源联系起来，主要是为了节省假设，”博斯说。“同时做这两件事很好，而且它似乎确实有效。”
与侦破更多传统悬案的侦探一样，博斯继续将更好的技术应用于这项任务。他现在正从二维建模转向三维建模，这个过程需要更多的计算能力，但可以为彻底解开太阳系形成的谜团提供更好的线索。“大自然母亲做到了这一点，”博斯说。“我们知道谁是肇事者，但我们想知道她是怎样做到的。”