De geboorte van een ster gebeurt meestal in een dichte wolk van interstellaire materie, een ‘geboortewolk’. Maar welke gebeurtenis er precies toe leidt dat een deel van zo’n stofwolk zich samenbalt tot een ster, is nog niet zo duidelijk. Veel sterrenkundigen gaan ervan uit dat daar een explosie voor nodig is, bijvoorbeeld van een zware ster in de buurt. Aan het einde van hun levensduur kunnen zware sterren in een supernova-explosie tot hun einde komen, wat in de nabijheid van die oude ster een enorme schokgolf levert die de stofwolk samendrukt tot ster.

Dit is de Orionnevel, een dichte wolk interstellaire materie waarin veel nieuwe sterren ontstaan. Waarschijnlijk is onze zon ook in zo’n wolk ontstaan, toen een flinke hoeveelheid gas werd samengedrukt door een supernova-explosie.

Wikimedia Commons by NASA via CC0

De schokgolf van een supernova zou dus de aanleiding kunnen zijn van een stergeboorte. Maar bij een berekening van hoe ons zonnestelsel er in dat geval uit zou zien, kwam er tot nu steeds een probleem naar boven. Een supernova-explosie brengt altijd een grote hoeveelheid nieuwe materie met zich mee, waaronder zware radioactieve isotopen uit het centrum van de geëxplodeerde ster. Om die isotopen in een model te verwerken dat uiteindelijk leidt tot het zonnestelsel dat we kennen, leek het noodzakelijk dat alle temperaturen constant bleven tijdens de vorming van de zon. Dat is echter een onhoudbare aanname, want bij een supernova-explosie komen er juist enorme hoeveelheden energie en warmte vrij.

Computermodel

Alan Boss en zijn collega’s van het Carnegie Instituut in Washington hebben nu een computermodel ontwikkeld waarin de vorming van ons zonnestelsel door een supernova kan worden verklaard, terwijl rekening wordt gehouden met opwarming en afkoeling van gaswolken. In het computermodel wordt een schokgolf losgelaten op een wolk interstellair gas met de massa van onze zon. De temperatuur van de gaswolk stijgt door de toenemende druk, zoals de buis van een fietspomp opwarmt als je de lucht daarin in elkaar duwt, maar door uitwisseling met het ijskoude heelal eromheen raakt de gaswolk deze overtollige hitte ook weer kwijt.

In het nieuwe model duurt het 160.000 jaar totdat de wolk sterrenstof ineen is geduwd tot een vroege versie van onze zon. De zware isotopen uit de supernova krijgen in het model een plaats in de zon die overeenkomt met wat we nu weten. Omdat de aannames die gemaakt zijn om het model te ontwikkelen beter dan ooit aansluiten op de natuurwetten van het heelal, zien de onderzoekers in dit resultaat een sterke aanwijzing dat het al meer dan vijftig jaar oude vermoeden juist is: negen miljard jaar na de Big Bang werd onze zon gevormd in een explosief kosmisch spektakel.