يعتقد اثنان من علماء الفلك أنهم حددوا الاصطدام النجمي القديم الذي أعطى نظامنا الشمسي مخبأًا من الذهب الثمين والبلاتين - بعضها على أي حال.
في دراسة جديدة نُشرت في 1 مايو في مجلة Nature ، حلل الثنائي بقايا النظائر المشعة ، أو إصدارات جزيئات بأعداد مختلفة من النيوترونات ، في نيزك قديم جدًا. ثم قارنوا تلك القيم بنسب نظيرية تنتجها محاكاة حاسوبية لدمج النجم النيوتروني - اصطدامات نجمية كارثية يمكن أن تسبب تموجات في نسيج الزمكان.
وجد الباحثون أن اصطدام نجم نيوتروني واحد ، بدأ قبل حوالي 100 مليون سنة قبل أن يتشكل نظامنا الشمسي ويقع على بعد 1000 سنة ضوئية ، ربما وفر لنا جوارنا الكوني العديد من العناصر الأثقل من الحديد ، الذي يحتوي على 26 بروتونًا. وهذا يشمل حوالي 70٪ من ذرات الكوريوم في نظامنا الشمسي المبكر و 40٪ من ذرات البلوتونيوم ، بالإضافة إلى ملايين الجنيهات من المعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين. في المجموع ، ربما أعطى هذا الانهيار النجمي القديم الوحيد نظامنا الشمسي 0.3 ٪ من جميع عناصره الثقيلة ، ووجد الباحثون - ونحن نحمل بعضًا منها معنا كل يوم.
وأضاف أنه إذا كنت ترتدي خاتم زواج من الذهب أو البلاتين ، فأنت ترتدي أيضًا القليل من الماضي الكوني المتفجر. وقال بارتوس "من المحتمل أن تكون حوالي 10 ملليجرام منه تشكلت قبل 4.6 مليار سنة".
هناك ذهب فيها نجوم ثار
كيف يصنع النجم خاتم زواج؟ يتطلب انفجارًا كونيًا ملحميًا (وبضعة مليارات من الصبر).
يتم إنشاء عناصر مثل البلوتونيوم والذهب والبلاتين وغيرها من العناصر الأثقل من الحديد في عملية تسمى الالتقاط السريع للنيوترون (وتسمى أيضًا عملية r) ، حيث تتأرجح النواة الذرية بسرعة إلى مجموعة من النيوترونات الحرة قبل أن تتاح للنواة الوقت الاضمحلال الإشعاعي. تحدث هذه العملية فقط نتيجة لأحداث الكون الأكثر تطرفًا - في الانفجارات النجمية التي تسمى السوبرنوفا أو النجوم النيوترونية المتصادمة - لكن العلماء يختلفون حول أي من هاتين الظاهرتين هي المسؤولة بشكل رئيسي عن إنتاج العناصر الثقيلة في الكون.
في دراستهم الجديدة ، قدم بارتوس وزميله سزابولكس ماركا (من جامعة كولومبيا في نيويورك) حجة لأن النجوم النيوترونية هي المصدر السائد للعناصر الثقيلة في النظام الشمسي. للقيام بذلك ، قارنوا العناصر المشعة المحفوظة في نيزك قديم بمحاكاة عددية لدمج النجوم النيوترونية في نقاط مختلفة في الزمكان حول درب التبانة.
وأبلغ بارتوس "لايف ساينس" في رسالة إلكترونية أن "النيزك احتوى على بقايا نظائر مشعة تنتجها اندماجات نجمة نيوترونية". "بينما كانوا يتحللون منذ فترة طويلة ، يمكن استخدامها لإعادة بناء كمية النظائر المشعة الأصلية في الوقت الذي تشكلت فيه النظام الشمسي."
احتوى النيزك المعني على نظائر متحللة من ذرات البلوتونيوم واليورانيوم والكوريوم ، والتي استخدمها مؤلفو دراسة عام 2016 في مجلة Science Advances لتقدير كميات هذه العناصر الموجودة في النظام الشمسي المبكر. قام بارتوس وماركا بتوصيل هذه القيم في نموذج كمبيوتر لمعرفة عدد عمليات اندماج النجوم النيوترونية التي ستستغرقها لملء النظام الشمسي بالكميات الصحيحة من هذه العناصر.
كارثة غير رسمية
اتضح أن اندماج نجم نيوتروني واحد سيفي بالغرض ، إذا حدث بالقرب من نظامنا الشمسي - في غضون 1000 سنة ضوئية ، أو حوالي 1٪ من قطر درب التبانة.
كتب الباحثون أنه يعتقد أن اندماج النجوم النيوترونية نادر جدًا في مجرتنا ، حيث يحدث بضع مرات فقط كل مليون سنة. من ناحية أخرى ، فإن المستعرات الأعظمية أكثر شيوعًا ؛ وفقًا لدراسة أجرتها وكالة الفضاء الأوروبية عام 2006 ، ينفجر نجم ضخم في مجرتنا مرة كل 50 عامًا أو نحو ذلك.
وخلص بارتوس وماركا إلى أن معدل المستعر الأعظم هذا مرتفع للغاية بحيث لا يراعي مستويات العناصر الثقيلة التي لوحظت في الشهب المبكرة من النظام الشمسي ، مستبعدًا أنها المصدر المحتمل لتلك العناصر. ومع ذلك ، فإن اندماج نجم نيوتروني واحد قريب يناسب القصة تمامًا.
وبحسب بارتوس ، فإن هذه النتائج "تسلط الضوء الساطع" على الأحداث المتفجرة التي ساعدت في جعل نظامنا الشمسي كما هو.
