في دراسة حديثة، اكتشف العلماء أن انفجار نجم نيوتروني منخفض الكتلة قد يكون مصدرًا كونيًا بديلاً للانثانيدات والعناصر الثقيلة الأخرى، بما في ذلك المعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين وتفتح هذه الاكتشافات أبوابًا جديدة لفهم كيفية تشكيل العناصر في الكون.
اكتشاف عظيم لأكبر كنز أثري بديلا للذهب
النجوم النيوترونية هي نوى منهارة لنجوم ضخمة تتراوح كتلتها بين 10 إلى 25 مرة كتلة الشمس و بعد الانفجار النهائي، يترك النجم وراءه جسماً مضغوطًا بمساحة تعادل كتلة الشمس وقطر يصل إلى 20 كيلومترًا و يتمتع هذا الجسم بقدرة استقرار عالية، مما يسمح له بالوجود بمفرده في الفضاء.
عملية الاندماج النيوتروني
في حالة وجود نظام نجمي مزدوج يتضمن نجمين نيوترونيين، يمكن للتفاعل بينهما أن يؤدي إلى أحداث مثيرة وعادةً، عندما يقترب النجمان النيوترونيان، يندمجان ويتصادمان، وهذه العملية تعتبر المصدر الرئيسي للانثانيدات والعناصر الثقيلة في الكون ويُنتج عن هذا الاصطدام حالة تعرف باسم “عملية آر” (r-process)، والتي تلعب دورًا رئيسيًا في تخليق العناصر الثقيلة.
اكتشافات جديدة
في عام 2017، تم رصد أول حدث لاندماج نجم نيوتروني ثنائي ومع ذلك، لم تكن قناة الاندماج وحدها كافية لتفسير وجود العناصر الثقيلة في الكون وقاد الدكتور شينغ تشي ليونغ، فريقًا من الباحثين للتحقيق في كيف يمكن لنجم نيوتروني منخفض الكتلة أن يُنتج هذه العناصر حتى دون اصطدام مباشر.
فقدان الكتلة والانفجارات
لاحظ الفريق أن النجم النيوتروني يمكن أن يفقد كتلته أمام نجم نيوتروني مرافق له بسبب تأثير قوة المد والجزر بعد فقدان كمية كافية من الكتلة، يصبح النجم غير مستقر، مما يؤدي إلى نبض غير متحكم فيه ثم انفجار.
التحديات الحسابية
تعتبر دراسة هذه العملية تحديًا حسابيًا، نظرًا لحاجة النمذجة إلى حساب التفاعلات النووية واسعة النطاق والبيئة القاسية المحيطة بالنجم النيوتروني لكن الفريق نجح في التغلب على هذه التحديات، وقام بمحاكاة كيفية حدوث هذه الانفجارات.
النتائج والتأثيرات
أكدت نتائج الدراسة أن النجم النيوتروني الفردي منخفض الكتلة يمكن أن ينفجر، وأن التركيب الكيميائي للمقذوفات الناتجة يشبه التركيب الشمسي، خاصةً في العناصر الثقيلة وهذه النتائج تشير إلى أن هذا السيناريو يمكن أن يكون طريقة مهمة أخرى لفهم توزيع العناصر الكيميائية في الكون.