Stjärnvindar och livets kosmiska ursprung

Kol kan sägas vara "livets grundämne" och dess ursprung är en viktig pusselbit för förståelsen av livets kosmiska ursprung. Kolets ursprung och den process, stjärnvind, som för nybildat kol in i det kosmiska materiakretsloppet presenteras i en avhandling som läggs fram vid Uppsala universitet 29 april.

Allt kol i universum måste ha bildats i stjärnornas inre, men exakt i vilken typ av stjärnor kolet har bildats är oklart.

- Det är troligt att stjärnor av solens typ står för en betydande del av kolanrikningen i Vintergatan och andra galaxer, men även tyngre stjärnor kan spela en viktig roll, säger Lars Mattsson.

Han berättar också att stjärnor av soltyp producerar kol i slutfasen av sin utveckling. Kolet binds till stor del upp i molekyler medan det resterande "kolöverskottet" bildar stoftpartiklar, som fångar upp ljuset från stjärnan, vilket gör att stoftkornen accelereras utåt och drar med sig gasen från stjärnans yttre lager. Detta utflöde kallas stoftdriven stjärnvind. Både en stjärnas utveckling och denna stjärnvind har simulerats i detta avhandlingsarbete. När dessa simuleringar kombinerades blev resultaten dramatiska.

- Det är känt att stjärnor av soltyp bildar en så kallad supervind, ett mycket kraftigt utflöde av gas. Enligt våra simuleringar bildas denna supervind mycket snabbare än vad man tidigare trott, vilket beror på kolhalten. Stjärnan förlorar därmed sitt yttre gashölje och reduceras till en vit dvärg på mycket kortare tid än i tidigare simuleringar. Det här resultatet är viktigt då det sätter en övre gräns för hur mycket kol stjärnan kan ge ifrån sig, säger Lars Mattsson.

Två motsatta scenarier för kolets ursprung har undersökts. I det första står de små, vanligt förekommande och långlivade stjärnorna för det mesta av kolanrikningen, i det andra de betydligt mer sällsynta, stora, massiva och kortlivade stjärnorna. Kolets ursprung förblir ovisst, men det första alternativet förefaller troligast, säger Lars Mattsson och tillägger:

- Oavsett scenario så är Vintergatans yttre delar kolfattiga och det kol som finns där måste ha tillkommit alldeles nyligen, mätt med en kosmisk tidskala. Vintergatans yttre delar är därmed en ganska osannolik plats för uppkomsten av liv och något avancerat liv, över mikrobnivå, har knappast hunnit bildas. Samtidigt har de centrala delarna av Vintergatan har en för hög frekvens av supernovaexplosioner för att vara en hälsosam miljö. Bara Vintergatans mellersta del, där vi befinner oss, verkar ha de rätta förutsättningarna för att liv ska kunna bildas och existera över längre tid i en stabil miljö.

Läs mer om avhandlingen på universitetets webbplats.

För mer information, vänligen kontakta:
Lars Mattsson, institutionen för fysik och astronomi
018-471 5995, 073-684 31 58, mattsson@fysast.uu.se