اكتشف العلماء، أن انفجار نجم نيوتروني منخفض الكتلة يمكن أن يكون المصدر الكوني البديل للانثانيدات والعناصر الثقيلة الأخرى، بما في ذلك المعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين.
إقرأ المزيد
والنجوم النيوترونية هي النوى المنهارة لنجوم ضخمة تتراوح كتلتها بين 10 إلى 25 مرة كتلة الشمس.
وعادة، عندما يكون نجمان نيوترونيان قريبين بدرجة كافية، يندمجان ويتصادمان. وهذه العملية هي المصدر الرئيسي للانثانيدات والعناصر الثقيلة في الكون. ويمكن أن يؤدي الاصطدام إلى خلق حالة تُعرف باسم "عملية آر" (r-process أو عملية التقاط النيوترون السريعة) لتخليق هذه العناصر.
وقد تم رصد أول حدث لاندماج نجم نيوتروني ثنائي في عام 2017. ومع ذلك، لم تكن قناة الاندماج وحدها كافية لتفسير العناصر الثقيلة في النطاق الكوني.
ولاحظ الفريق، بقيادة الدكتور شينغ تشي ليونغ، أستاذ الفيزياء المساعد في جامعة ولاية نيويورك، بالتعاون مع الدكتور تشون مينغ ييب، والدكتور مينغ تشونغ تشو والدكتور لاب مينغ لين، من جامعة هونغ كونغ الصينية، أنه حتى من دون الاصطدام المباشر، يمكن للنجم النيوتروني الأساسي أن يفقد كتلته أمام النجم النيوتروني المرافق له عن طريق قوة المد والجزر.
إقرأ المزيدوتتوقع النماذج النظرية أنه بعد فقدان كتلة كافية، يصبح النجم غير مستقر، ويؤدي إلى نبض غير متحكم فيه ثم انفجار لاحق.
ومن أجل دراستهم، قام الفريق بالتحقيق في ما إذا كانت هذه القناة قادرة على تصنيع عناصر ثقيلة مماثلة لقناة الاندماج.
وهناك عدد قليل جدا من الدراسات السابقة لهذه العملية لأن النمذجة تمثل تحديا حسابيا يتضمن حساب التفاعلات النووية واسعة النطاق للغاية وحساب البيئة القاسية المحيطة بالنجم النيوتروني.
ونجح الفريق في التغلب على الحاجز الحسابي وقام بمحاكاة كيفية حدوث هذه الانفجارات. وللتأكد من حساب العناصر الكيميائية بشكل صحيح، استخدموا شبكة نووية كبيرة تضم أكثر من 3000 نظير مع أحدث الفيزياء الدقيقة.
وتؤكد نتائجهم الجديدة أن النجم النيوتروني الفردي منخفض الكتلة غير المستقر، ويمكن أن ينفجر. ويشبه التركيب الكيميائي للمقذوفات التركيب الشمسي إلى حد كبير، خاصة في العناصر الثقيلة. ويشير هذا إلى أن هذا السيناريو يمكن أن يكون طريقة مهمة أخرى لتفسير توزيع العناصر الكيميائية في الكون.
وتلقي هذه الدراسة الضوء على أحد الأسئلة الأساسية حول الكون: من أين تأتي جميع العناصر الكيميائية؟، وكيف تطور الكون من الهيدروجين والهيليوم فقط إلى 118 عنصرا متنوعا؟.
وسيواصل الفريق التحقيق في احتمالات رصد الانفجار وتحسين فيزياء المدخلات لجعل عمليات المحاكاة أكثر واقعية.
المصدر: phys.org
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: الفضاء فيزياء معلومات عامة معلومات علمية نجوم یمکن أن
إقرأ أيضاً:
الصين تلعب ورقة العناصر السبع النادرة للرد على حرب ترامب التجارية
شدد تقرير نشره موقع "هافينغتون بوست" على استخدام الصين ورقة "العناصر الأرضية النادرة" للضغط على الولايات المتحدة في خضم حرب الرسوم الجمركية المحتدمة، موضحا أن بكين فرضت قيودا على تصدير سبعة عناصر بالغة الأهمية للصناعات التكنولوجية والعسكرية الأمريكية.
وقال الموقع في التقرير الذي ترجمته "عربي21"، إن أكبر اقتصادين في العالم اندمجا بطريقة شبه تكافلية خلال العشرين عامًا الماضية، والآن يهدد أي انفصال محتمل بانهيار الاقتصاد العالمي.
وأوضح الموقع أن الصين أصبحت منذ انضمامها إلى منظمة التجارة العالمية قبل 23 عاما ترسا رئيسيا في النظام التجاري الأمريكي. فمن الهواتف الذكية إلى الألعاب، مرورًا بقطع الغيار الصناعية، تطورت شركات أمريكية بأكملها على فرضية أن الوصول إلى المنتجات الصينية أمر سهل ومضمون.
ووفقًا لمؤسسة "غولدمان ساكس"، فإن الصين تعد المورد المهيمن على أكثر من ثلث السلع التي تستوردها الولايات المتحدة.
حظر جزئي للمعادن النادرة
وأضاف الموقع أن الخطر الحقيقي في ظل الأزمة الحالية هو أن الصين تسيطر على العديد من الموارد التي يصعب على أمريكا إيجاد بدائل لها، والأكثر خطورة هي بعض المعادن التي تُستخدم بكميات ضئيلة جدا، لكنها أساسية في عدد من المنتجات عالية التقنية مثل البطاريات، ومصادر الطاقة المتجددة، والأسلحة، والأجهزة الطبية.
ومن بين هذه المعادن، تلك التي تُعرف بـ"العناصر الأرضية النادرة"، وهي الجزء الأصعب الأخطر والأصعب في عملية البحث عن بدائل، ويصفها البعض بـ"المدفعية الثقيلة" للرئيس الصيني شي جين بينغ.
وفرضت بكين قيودا على مبيعات سبعة من هذه العناصر للولايات المتحدة، وهي الساماريوم، والغادولينيوم، والتيربيوم، والديسبروسيوم، واللوتيزيوم، والسكانديوم، والإيتريوم.
وأشار الموقع إلى أن جميع هذه العناصر تتمتع بخصائص مغناطيسية كبيرة، وهي أساسية في صناعة السيارات الكهربائية، والتوربينات الهوائية، والروبوتات، والأسلحة الدقيقة، والرقائق الخاصة بالذكاء الاصطناعي، وغيرها من الصناعات.
ومن بين الشركات الأمريكية التي تستخدم العناصر الأرضية النادرة الصينية، شركات كبرى مثل لوكهيد مارتن، تسلا، آبل، بوينغ، رايثيون، وهانيويل.
وذكر الموقع أن العناصر الأرضية النادرة ليست نادرة إلى الحد الذي يوحي به اسمها، لكن المشكلة الحقيقية هي أن تركيزها منخفض، ومن الصعب فصلها كيميائيا عن الصخور، وهي عملية مكلفة ومُلوِّثة وتتطلب مهارات تقنية متخصصة، ولهذا فضلت الولايات المتحدة على مر السنين إسناد عملية استخراجها إلى دول أخرى.
وتهيمن الصين حاليا على السوق، وتسيطر بشكل خاص على إنتاج العناصر الأرضية النادرة الثقيلة، وهي تحديدًا العناصر السبعة التي قيّدت بيعها جزئيا للولايات المتحدة قبل عدة أيام، حيث ينص القرار الصيني على إلزام المنتجين الصينيين بطلب تراخيص تصدير، لكنه قد يتحول إلى حظر كلي، حسب التقرير.
الأضرار المحتملة
كانت الصين فرضت قيودا على تصدير معدنين حرجين (من غير العناصر الأرضية النادرة)، وهما الغاليوم والجرمانيوم، ويُستخدمان في الأقمار الصناعية، والرقائق الإلكترونية، وأنظمة الرادار، وغيرها من الصناعات. وفي كانون الأول/ ديسمبر الماضي، حظرت الصين تمامًا بيع المعدنين إلى الولايات المتحدة.
وأوضح الموقع أن ذلك الحظر أدى إلى ارتفاع كبير في الأسعار لكنه لم يسبب أزمة حقيقية في الإمدادات، ويعود ذلك إلى وجود مخزون كافٍ أو الاستيراد من دول أخرى.
لكنّ الحظر الأخير، وفقا للموقع، يُحتمل أن يُلحِق أضرارًا أكبر، لأن العناصر الأرضية النادرة الثقيلة هي الأقل قابلية للاستبدال.
وتقوم الصين بتكرير ما يقرب من 98 بالمئة من المعروض العالمي، وتمتلك السيطرة الكافية لفرض الالتزام بالحظر. ووفقا لمجلة "الإيكونوميست"، فإن الحكومة الصينية قادرة على تتبع كل طن من العناصر الأرضية النادرة المستخرجة والمكررة داخل الصين ومراقبة وجهتها النهائية، كما يمكنها منع أي عمليات تصدير غير مباشرة، من خلال معرفة ما إذا كان أحد العملاء يعتزم إعادة التصدير إلى أمريكا.
وتقول ميليسا ساندرسون، الخبيرة في شؤون التعدين والمسؤولة السابقة في وزارة الخارجية الأمريكية: "إذا قررت الصين أن تأخذ المسألة على محمل الجد، فقد تكون الأضرار الجانبية كبيرة جدًا، لأنه في تلك الحالة ستسعى بكين إلى إغلاق كل طرق الالتفاف".
ويتوقع الموقع أن تؤدي الإجراءات الصينية إلى تناقص الكميات في فترة قصيرة، مما سيتسبب بمشكلات خطيرة لعدد كبير من القطاعات، من الدفاع إلى التقنيات الخضراء، مثل التوربينات الهوائية والمحركات الكهربائية.
ويرى الموقع أن هذا الخيار قد لا يكون في مصلحة الصين نفسها، لأنه سيؤدي إلى انخفاض الطلب، ويدفع الولايات المتحدة (وكذلك العديد من الدول الأخرى) إلى البحث عن بدائل.
وحسب الموقع، فإن ذلك قد يجعل ترامب أكثر هوسا بالسيطرة على غرينلاند وأوكرانيا، فكلاهما غني بالموارد المعدنية. وتمتلك غرينلاند 43 معدنا من أصل 50 تعتبرها الحكومة الأمريكية "معادن حرجة"، وتمتلك أوكرانيا عنصرين استراتيجيين، وهما الليثيوم والتيتانيوم.
أما الولايات المتحدة، فلديها منجم واحد فقط للعناصر الأرضية النادرة في ولاية كاليفورنيا، ومع ذلك تحتل المرتبة الثانية عالميًا، وتستخرج حوالي 12 بالمئة من المعروض العالمي، وهي تعمل على تطوير مناجم أخرى وتموّل مشاريع في عدة دول من بينها أستراليا والبرازيل وجنوب أفريقيا.
لكن جزءا كبيرا من الإنتاج الأمريكي ينتهي به الأمر في الصين ليتم تكريره هناك، وتريد الحكومة الأمريكية تقليل الاعتماد على الصين في هذا المجال، وتموّل منشأة ضخمة في ولاية تكساس، وهي الأولى من نوعها خارج الصين لتكرير العناصر الأرضية النادرة الثقيلة، حسب التقرير.
خالد الجندي: هذه الأمور تجعلك تستحي من ارتكاب ذنب صغير.. فيديو