نجوم الكون الأولى احتوت على شيء ليس له مثيل
تاريخ النشر: 15th, December 2023 GMT
توصل فريق دولي من الباحثين بقيادة علماء من جامعة نورث كارولينا الأميركية إلى أن النجوم القديمة في الكون تمكنت من إنتاج عناصر ذات كتل ذرية أكبر من أي عنصر نعرفه في الجدول الدوري الآن، الأمر الذي يحسّن فهم العلماء لطبيعة النجوم وتطورها.
العملية آروبحسب الدراسة التي نشرها هذا الفريق في دورية "ساينس"، فقد درس الباحثون العناصر الثقيلة في 42 نجما مدروسا جيدا في مجرة درب التبانة، وتشكلت هذه العناصر عن طريق عملية التقاط النيوترون السريعة أو "العملية آر".
ومع إجراء تحليل إحصائي تبين أن بعض العناصر مثل الفضة والروديوم في تلك النجوم كانت على الأرجح بقايا انشطار عناصر أثقل منها، وبينت الحسابات الإضافية أن تلك العناصر المجهولة أثقل من أثقل عنصر يعرفه العلماء الآن في الطبيعة، أو حتى في تجارب الأسلحة النووية.
وتحدث عملية التقاط النيوترونات السريعة في البيئات الفيزيائية الفلكية القاسية، مثل المستعرات الأعظمية أو اندماج النجوم النيوترونية، وهي مسؤولة عن تكوين العناصر الأثقل من الحديد، مثل الذهب والبلاتين واليورانيوم والعديد من العناصر الأخرى الموجودة بكميات ضئيلة في الكون.
وكانت هذه العملية على مدى عقود لغزا كبيرا بالنسبة للباحثين، فظروفها متطرفة للغاية، ولا توجد معرفة متوفرة عن عدد الأنواع المختلفة من الأماكن في الكون التي يمكنها توليد عمليات من هذا النوع، ولا يعرف العلماء كيف تنتهي.
(شاهد في الفيديو التالي من ناسا انفجار أحد النجوم كما يبدو بالنسبة لنا على الأرض)
غبار النجومتنشأ كل العناصر التي نعرفها من باطن النجوم في الأساس، حيث تندمج ذرات الهيدروجين معا في نواة أي نجم مثل الشمس ليتحول إلى هيليوم، ويظل الأمر كذلك حتى ينفد وقود النجوم من الهيدروجين، وفي تلك الحالة فإن النجوم تميل للون الأحمر وتتضخم بحيث لو كانت بحجم حبة بازلاء لأصبحت بحجم كرة يد مثلا.
وفي تلك الحالة، فإن الهيليوم المتراكم في باطن النجم يبدأ هو الآخر اندماجا نوويا يتحول خلاله إلى عناصر أكبر، وهي الكربون والأكسجين مثلا، ولو كان النجم أضخم من الشمس أكثر من ثمانية أضعاف، فإن تلك العناصر تستمر في الاندماج مع بعضها، وتتولد العناصر الجديدة واحدا تلو آخر.
لكن عند وصول النجم لمرحلة إنتاج الحديد، فإنه لا يتمكن من دمج ذرات الحديد لأن ذلك يتطلب طاقة أكبر مما يمتلك، وهنا ينهار النجم على ذاته وينفجر في صورة مستعر أعظم، وفي أثناء هذا الانفجار تكون الحرارة كبيرة كفاية لتوليد عناصر أثقل من الحديد مثل الحديد والفضة.
وفي تلك النقطة تبدأ عملية التقاط النيوترونات السريعة، وهنا يقف العمل البحثي الحالي، حيث كان من الصعب على العلماء دراسة ما يحدث بعد الحديد من عمليات التقاط للنيترونات، لكن باللجوء إلى دراسة العناصر الحالية التي تمثل بقايا تلك العناصر القديمة، أمكن لهم التعلم عنها.
وبحسب بيان رسمي صادر من جامعة نورث كارولينا، فإن رصد أثر هذه العناصر في الفضاء تعطي العلماء إرشادات لكيفية التفكير في نماذج فيزيائية أحدث لعمليات الاندماج والانشطار النووي، ويمكن أن تعطيهم نظرة ثاقبة عن كيفية ظهور التنوع الغني للعناصر في هذا الكون.
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
العلماء يطورون خلايا مناعية لمواجهة سرطان الأمعاء
طوّر علماء في كلية لندن الجامعية (UCL) نوعاً نادراً من الخلايا المناعية قادراً على قتل خلايا سرطان الأمعاء بطيئة النمو والمقاومة للعلاجات الحالية، في إنجاز يُعد خطوة مهمة نحو تمهيد طريق علاجات للمستقبل. اعلان
ويُعد سرطان الأمعاء من أكثر أنواع السرطان قاتلة في العالم، حيث يتسبب بوفاة أكثر من 900 ألف شخص سنوياً. ورغم أن العلاج الكيميائي مفيد في بعض الحالات، إلا أنه يركز أساساً على قتل الخلايا سريعة النمو، بينما تنمو العديد من خلايا سرطان الأمعاء ببطء، مما يمكنها من الإفلات من العلاج والعودة لاحقاً بشكل أكثر خطورة.
في المقابل، يبرز استخدام الخلايا المناعية المُهندَسة أو المطوّرة - وهي جزء من نظام الدفاع الطبيعي للجسم - كطريقة بديلة وفعالة لعلاج السرطان، بعد أن أثبتت نجاحاً ملحوظاً في علاج سرطانات الدم مثل اللوكيميا.
وفي هذا الإطار، درس علماء من معهد UCL للسرطان ومعهد UCL لصحة الأطفال في مستشفى غريت أورموند ستريت نوعاً خاصاً ونادراً من الخلايا المناعية يُعرف باسم خلايا "غاما دلتا تي" (γδT cells)، ونشروا نتائج بحثهم في مجلة Cancer Research.
وقد استند العلماء إلى أبحاث سابقة في UCL أظهرت إمكانية هندسة هذه الخلايا لقتل خلايا سرطان العظام، لكنهم لم يكونوا متأكدين من إمكانية تحقيق نتائج مماثلة للأورام الأخرى، مثل الأمعاء.
لذلك أخذ الباحثون خلايا γδT من سبعة أشخاص أصحاء، واستخدموا فيروساً معدلاً (lentivirus) لإدخال جين جديد إليها يمكنها من إنتاج بروتين خاص يُعرف باسم stIL-15 يساعدها على البقاء لفترة أطول والنمو بشكل أسرع.
إضافة إلى ذلك، زوّدوا مجموعة من هذه الخلايا المهندسة بجسم مضاد يُعرف بـ B7-H3، لـ"تعزيز" قدرتها على التعرف على خلايا سرطان الأمعاء التي تحتوي على هذا البروتين ومهاجمتها.
بعد ذلك، جمع العلماء هذه الخلايا المهندسة مع عينات أورام مأخوذة من عشرة مرضى بسرطان الأمعاء، في نماذج تحاكي بيئة السرطان الحقيقية لتقييم فعالية العلاجات.
وللمقارنة، أجروا التجارب نفسها باستخدام خلايا γδT غير مهندسة، ودرسوا أكثر من 1000 حالة تجريبية لفهم تفاعل الخلايا المناعية مع السرطان.
Related دراسة: تسلل الأورام إلى الأوعية الدموية قد يكون السبب الحقيقي وراء وفاة مرضى السرطانالعمر لا يحدد العلاج.. اكتشاف علمي يغيّر طريقة التعامل مع سرطان الدمعلماء يكتشفون دواء جديدًا يوقف نمو السرطان دون إتلاف الخلايا السليمةوكشفت النتائج عن استنتاجات مذهلة، حيث وجد العلماء أن الخلايا γδT العادية تموت أو تضعف عند تعرضها لخلايا السرطان، بينما استطاعت الخلايا المهندسة البقاء لفترة أطول.
غير أن التجارب أظهرت أنه عندما استخدمت الخلايا المهندسة طريقة هجوم واحدة فقط، تمكنت خلايا السرطان من الدفاع عن نفسها عبر "إعادة برمجة" الخلايا المناعية وإضعافها.
أما عندما استخدمت الخلايا المهندسة والمعززة بالجسم المضاد B7-H3 طريقتين للهجوم معاً (AIC وADCC – السمية الخلوية المعتمدة على الأجسام المضادة)، فقد استعادت قوتها وتمكنت من قتل خلايا السرطان البطيئة النمو المقاومة للعلاج الكيميائي، كما عاشت لفترة أطول وتكاثرت أكثر.
بدوره، اعتبر الباحث الرئيسي البروفيسور كريس تايب من معهد UCL للسرطان أن "هذه النتائج تمثل خطوة مثيرة إلى الأمام." وتابع: " لقد أظهرنا أن الخلايا المناعية المهندسة والمعززة قادرة على قتل خلايا سرطان الأمعاء المقاومة للعلاجات السرطانية الحالية."
وأضاف: "من خلال تزويد الخلايا المناعية بأكثر من طريقة للهجوم، يمكننا منع السرطان من قلب الموازين ضد استجابتنا المناعية."
كما أشار إلى أن هذا الاكتشاف قد يُسفر عن علاجات جديدة لمرضى سرطان الأمعاء، وخصوصاً أولئك الذين لا يستجيبون للعلاج الكيميائي أو الذين يعاودهم المرض بعد الشفاء.
بدوره، قال الدكتور جوناثان فيشر من معهد UCL لصحة الأطفال، والذي طور تقنية هندسة خلايا γδT: "تظهر النتائج مدى قوة الخلايا المناعية المهندسة من نوع γδT في مكافحة السرطان، ونحن متحمسون لمواصلة تطويرها لإنتاج علاجات مناعية جديدة للأورام الصلبة."
انتقل إلى اختصارات الوصول شارك هذا المقال محادثة
القصة المأساوية وراء أشهر الصور في العالم.. مشهد نسر يتربص بطفل جائع حتى الموت