تصوير فنان لنجوم نيوترونية تستعد للاصطدام.
(الصورة: © NASA / Goddard Space Flight Centre)
الفلكيون يبحثون عن بقايا تصادم النجم النيوتروني التي أعطت الأرض معادنها الثمينة.
عندمانجوم eutron تندمج ، تنبث ثروة من العناصر قصيرة العمر في محيطها ، وتصبح هذه المواد جزءًا من أنظمة شمسية تتشكل لاحقًا. الآن يحاول العلماء الإغلاق على الاندماج الذي زرع نظامنا الشمسي من خلال تتبع العناصر التي تنتجها المواد المتحللة الأصلية. من هذا العمل ، يعتقدون أن الاندماج المسؤول حدث قبل 100 مليون سنة و 1000 سنة ضوئية من ولادة نظامنا الشمسي.
وقال كبير العلماء في المشروع ، زابولكس ماركا ، وهو فيزيائي بجامعة كولومبيا ، لموقع Space.com: "كانت قريبة". "إذا نظرت إلى السماء ورأيت اندماج نجم نيوتروني على بعد 1000 سنة ضوئية ، فإنه سيتفوق على سماء الليل بأكملها."
استخدم ماركا وزميله إيمري بارتوس ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة فلوريدا ، النيازك من فجر النظام الشمسي لتعقب الاصطدام. قاموا بتحليل النظائر - نكهات العناصر بأعداد مختلفة من النيوترونات في ذراتها - في هذه الصخور.
أولاً ، قاموا بحساب كمية النظائر المشعة في النظام الشمسي المبكر. ثم قارن الباحثون قياساتهم بكمية النظائر التي ينتجها النجم النيوتروني الاندماجات. قدمت ماركا نتائج أبحاثهم في يناير في الشتاء اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في هونولولو.
اندماج النجوم النيوترونية
تتكون عناصر الكون الثقيلة ، مثل الذهب والبلاتين والبلوتونيوم ، عندما تقصف النيوترونات الذرات الموجودة. خلال مثل هذه التصادمات ، أ يمكن للنيوترون المحايد أن ينبعث إلكترون سالب الشحنةليصبح بروتون موجب الشحنة ويغير هوية الذرة.
تحدث هذه العملية ، المعروفة باسم التقاط النيوترونات السريع ، فقط خلال أقوى الانفجارات ، مثل المستعرات الأعظمية وعمليات اندماج النجوم النيوترونية. لكن العلماء يواصلون مناقشة أي من هذه الأحداث المتطرفة هو المسؤول عن الجزء الأكبر من العناصر الثقيلة في الكون.
لذا تحول ماركا وبارتوس إلى النيازك القديمة في محاولة لفهم أي نوع من الأحداث قد يكون المصنف النظام الشمسي المبكر. إن هذه الصخور المنبثقة من النظام الشمسي الصغير داخل تلك المواد هي مادة انبثقت من انفجار ، وعلى الرغم من أن هذه العناصر الأولية كانت مشعة وتحللت بسرعة ، إلا أنها تركت وراءها توقيعات لوجودها السابق.
وكما مرصد موجات التداخل بالليزر (ليغو) يبدأ تحديد عمليات الاندماج المحتملة بين النجوم النيوترونيةيقوم العلماء بتطبيق ملاحظاته للمساعدة في تحديد المساهمين الأكثر ترجيحًا للمواد التي تشكلت في عملية اندماج قريبة ، وهو ما أسماه ماركا "الشراب السحري للمجرة" ، المادة المتحللة ببطء التي وصلت إلى النظام الشمسي.
قدرت الدراسات السابقة حدوث مستعر أعظم في درب التبانة مرة واحدة كل 50 عامًا أو نحو ذلك. تشير ملاحظات ليجو الجديدة إلى أن عمليات الاندماج بين النجوم النيوترونية تحدث بشكل أقل تكرارًا ، مرة واحدة تقريبًا كل 100000 سنة. تشير كمية العناصر الثقيلة في النظام الشمسي إلى أنها جاءت من أ اندماج نجم نيوتروني قريب، لأن أصول المستعر الأعظم كانت ستنتج المزيد من المواد.
ومن هناك ، اعتمد الزوجان على النظائر الفردية لتحديد مكان وزمان اندماج النجم النيوتروني المحلي للنظام الشمسي.
وقال ماركا "كل نظير ساعة توقيت تبدأ من الانفجار." من خلال دراسة المقدار المتبقي من كل نظير عندما تم التقاط المادة ، تمكن من تحديد عمر التصادم الذي غمر النظام الشمسي. وقال "هناك نقطة زمنية واحدة فقط يتفقون فيها جميعا". حدثت هذه النقطة قبل 100 مليون سنة تقريبا تشكل النظام الشمسيوميض عين بمقاييس زمنية فلكية. كما قام الفريق بحساب المسافة التي اصطدمت بها النجوم ، وهي مسافة 1000 سنة ضوئية ، بناءً على كمية المواد التي انتهت في النظام الشمسي.
ما لم يتمكن الفريق من اكتشافه هو الاتجاه الذي دخلت فيه هذه العناصر الثقيلة الحي الذي سيصبح نظامنا الشمسي ، وهو اكتشاف يمكن أن يسمح للعلماء تحديد بقايا التصادم نظريًا. المشكلة هي أن الشمس لم تجلس ساكنة لمدة 4.5 مليار سنة منذ تشكلها. بدلاً من ذلك ، كانت تسافر حول المجرة.
على طول الطريق ، تركت وراءها النجوم التي تكونت بالقرب منها في نفس المجموعة ، وهي النجوم التي طالما طاردها علماء الفلك دون جدوى. يأمل ماركا أن يجد الفلكيون ذات يوم تلك النجوم الشقيقة وبقايا اندماج النجم النيوتروني الذي شكل النظام الشمسي.
وفقا لماركا ، ضرب الاكتشاف الجديد بالقرب من المنزل. وقال "الناس كانوا يبكون فعلا" في اشارة الى أعضاء فريقه.
قال إنه يعتقد أن رد فعل عاطفي قوي نشأ لأن هذا الاندماج بين النجوم النيوترونية لم يكن مجرد حدث حدث في الفضاء. لقد ساهمت في كل منا شخصياً.
قال ماركا "هذا ليس مقصور على فئة معينة ، إنه ملكنا". "ليس لنا في المجرة ولكن لدينا في النظام الشمسي."
- يقول علماء الفلك إن اصطدام نجم النيوترون يكشف مصدر الذهب
- هل ابتلع ثقب أسود نجمًا نيوترونيًا قبل 900 مليون سنة؟
- يمثل الكشف الأول عن موجات الجاذبية من تحطم النجم النيوتروني حقبة جديدة من علم الفلك
