وقد وجد علماء الفلك مصدرا محتملا للعناصر الثقيلة في الكون.

العناصر الثقيلة مثل الذهب والبلاتين ويمكن أن يتشكل اليورانيوم في الانهيار - تدور بسرعة النجوم الضخمة التي تنهار إلى ثقوب سوداء عندما تنفجر طبقاتها الخارجية إلى مستعر أعظم نادر. يمكن لقرص المادة التي تدور حول الثقب الأسود الجديد لقوتها ، أن يخلق الظروف اللازمة للكيمياء الفلكية ، وفقًا لبيان صحفي لدراسة جديدة أجراها علماء من جامعة كولومبيا ، ونشرتها مجلة ساينس نيوز. تم قبول النسخة الكاملة من التقرير للنشر بواسطة Nature.

وقال عالم الفيزياء الفلكية برايان ميتزجر من جامعة كولومبيا ، مؤلف مشارك في الدراسة: "الثقوب السوداء المولودة في مثل هذه الظروف القاسية لا تزال من الصعب إرضاءها".

المحاكاة الحاسوبية التي يقوم بها العلماءيوضح أنه بالنسبة لـ "جلسة واحدة" فهي طرق "لتناول" كمية معينة من المادة ، وما "يزدري" يحمله ريح فلكية غنية بالنيوترونات. ويشير الباحثون إلى أن هذه البيئة لديها ظروف مناسبة لخلق عناصر ثقيلة.

لقد حير العلم منذ فترة طويلة حول كيفية ظهورهأثقل العناصر في الكون. تتشكل أخف ، مثل الكربون والأكسجين والحديد ، داخل النجوم ، ثم تندلع في الانفجارات النجمية - المستعرات الأعظمية. ولكن لإنشاء العناصر الموجودة أدناه في الجدول الدوري ، يلزم وجود وسط شديد الكثافة مليء بالنيوترونات. في هذه البيئة ، قد تحدث سلسلة من التفاعلات ، تُعرف باسم العملية r ، حيث تمتص النواة الذرية بسرعة النيوترونات وتخضع للتحلل الإشعاعي لتشكيل عناصر جديدة.

سابقا ، افترض العلماء أنه في حادث تصادميمكن أن تحدث عملية نجمتين ميتتين (نيوترون) في مادة تم تفجيرها بواسطة الاندماج. تم تأكيد هذا الافتراض عندما شهد علماء الفلك لأول مرة تصادم نجمتين نيوترونيين ، مما أدى إلى نبض الزمان والمكان ، والمعروف أيضًا باسم موجات الجاذبية ، والضوء. أظهر هذا الألعاب النارية الكونية علامات على تكوين خليط من العناصر الثقيلة ، بما في ذلك الذهب والفضة والبلاتين.

ومع ذلك ، شرح تنطوي على النيوترونالنجوم لديها بعض الثغرات. قد يستغرق دمج هذه النجوم الميتة وقتًا طويلاً. في الوقت نفسه ، اكتشف العلماء وجود عناصر ثقيلة في النجوم القديمة ، والتي تشكلت في فجر تاريخ الكون. ليس من الواضح بعد ما إذا كان اندماج هذه الأجسام الفلكية قد حدث بسرعة كافية لتفسير وجود العناصر في هذه النجوم المبكرة.

Collapsars بدوره يمكن أن يحدث الكثيرأسرع ، تقريبا في مرحلة تشكيل النجوم. وتعتقد مجموعة Metzger أن هذه الظاهرة يمكن أن تكون منتجًا فعالًا للعناصر الثقيلة. كما يلاحظ Metzger نفسه ، فإن collapsar قادر على توليد 30 مرة أكثر من عملية المواد r من دمج النجوم النيوترونية. أفاد الباحثون أن أزواج الانهيار قد تكون مسؤولة عن 80 في المئة من عناصر عملية البحث في الكون ، وعمليات الدمج بين النجوم النيوترونية - للباقي.

النتائج التي توصل إليها علماء البحوث الجديدة تسمحألق نظرة جديدة على اكتشاف عام 2016 ، عندما اكتشف علماء الفلك أن مجرة ​​قزمية تدعى Reticulum II عانت من كارثة في بداية تاريخ الكون ، والتي تركت عناصر من عملية البحث في نجومها. ثم افتُرض أن اندماج نجوم نيوترونية قديمة هو الذي أصبح مصدر العناصر الثقيلة في الكون. نتائج الدراسة الأخيرة تشير إلى مرشح جديد لدور هذا المصدر - collapsars.

توافق عالمة الفيزياء الفلكية آنا Fröbel من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، واحدة من المشاركين في دراسة 2016 ، مع نتائج دراسة Metzger.

"هذا مثير للغاية. اندماجات النجوم النيوترونية نادرة ، لذلك بدا لي أننا فزنا في اليانصيب. لكن الانهيارات تقل بحوالي 10 أضعاف ، لذلك ، إذا شرحوها ، يبدو أننا فزنا في اليانصيب مرتين.

لا يزال العلماء لا يعرفون عدد المراتcollapsars وعما إذا كانت قادرة على إنتاج كمية المواد التي يمكن أن تفسر وفرة العناصر الثقيلة التي لوحظت في عالمنا.

يقول ألكسندر جي من مرصد معهد كارنيجي في باسادينا (كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، وهو ثاني مؤلف مشارك في دراسة 2016: "أعتقد أنه ما زال من المبكر للغاية إصدار حكم".

الآن العلماء يريدون أن يفهموا الانهيار أوتفسر نجوم النيوترون بشكل أفضل سلوك المجرات مثل Reticulum II وتشكيل العناصر الثقيلة. ستساعد الملاحظات الإضافية لتأثيرات المستعرات الأعظمية الناتجة عن الانهيارات أيضًا على تحديد دورها في هذه المسألة بشكل أكثر دقة.

يمكنك مناقشة المقال في Telegram-chat.