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:
“أرض نوح” تكشف عن شبكة من الأنهار المفقودة على المريخ
#سواليف
كشفت صورة حديثة عن مفاجأة غير متوقعة في قلب المناطق المرتفعة الجنوبية للمريخ، حيث تتناثر #الفوهات_البركانية كندوب على وجه #الكوكب_الأحمر.
ومن خلال تحليل الصور عالية الدقة التي التقطتها مركبات مدارية حول #المريخ، تمكن العلماء من تحديد آثار جيولوجية لنحو 16 ألف كيلومتر من المجاري المائية القديمة التي يعود تاريخها إلى أكثر من 3 مليارات سنة.
وبعض هذه القنوات قصيرة نسبيا، بينما تشكل أخرى شبكات متشعبة تمتد لأكثر من 160 كيلومترا.
مقالات ذات صلةوتروي هذه #الشبكة_المائية المتحجرة قصة مناخ مختلف جذريا عن المريخ الجاف الذي نعرفه اليوم. وما يجعل هذا الاكتشاف أكثر إثارة هو موقعه في منطقة Noachis Terra، أو “أرض نوح”، وهي من أقدم التضاريس المريخية وأكثرها بدائية.
ولطالما شكلت هذه المنطقة لغزا لعلماء الكواكب. فعلى الرغم من أن النماذج المناخية تشير إلى أن هذه المنطقة كان يجب أن تشهد هطول أمطار غزيرة في الماضي، إلا أن عدم وجود أدلة واضحة على مجاري مائية جعل العلماء في حيرة من أمرهم.
واليوم، وبفضل التقنيات الحديثة في تحليل الصور الفضائية، تمكن العلماء أخيرا من سد هذه الفجوة المعرفية.
وبحسب العلماء، فإن التفسير الأكثر ترجيحا لهذا النظام النهري الواسع، هو وجود دورة مائية نشطة تشمل هطولا مطريا منتظما أو تساقطا ثلجيا. وهذا الاستنتاج يحمل تداعيات عميقة على فهمنا لتطور مناخ المريخ، حيث يشير إلى أن الكوكب شهد ظروفا مناخية مستقرة لفترات كافية لاستدامة أنظمة نهرية بهذا الحجم.
وتأتي الأدلة الجيولوجية الداعمة لهذا الاكتشاف على شكل “نتوءات نهرية ملتوية”، وهي ظاهرة فريدة تتشكل عندما تترسب المواد التي تحملها الأنهار في قاع المجرى، ثم تصبح أكثر مقاومة للتآكل من الصخور المحيطة بها. وبمرور الزمن، وعندما تتعرض المنطقة لعوامل التعرية، تبرز هذه القنوات الصلبة كأشرطة ملتوية مرتفعة عن سطح الأرض المحيط. وبعض هذه القنوات يصل عرضها إلى أكثر من كيلومتر ونصف، بينما تمتد لعشرات الكيلومترات، ما يدل على تدفقات مائية غزيرة ومستمرة.
وفي مشهد مثير خاص، تظهر إحدى الصور الملتقطة نهرين قديمين يتدفقان إلى داخل فوهة بركانية كبيرة، حيث تجمعت المياه لتحول الفوهة إلى بحيرة مؤقتة قبل أن تفيض وتكمل مسارها. ومثل هذه التفاصيل الدقيقة تقدم لمحات نادرة عن الديناميكيات الهيدرولوجية التي كانت تعمل على سطح المريخ في عصوره المطيرة.
وهذا الاكتشاف لا يغير فقط تصوراتنا عن الماضي المائي للمريخ، بل يفتح أيضا آفاقا جديدة في البحث عن آثار حياة قديمة. فوجود نظام نهري بهذا الاتساع لفترة طويلة نسبيا يوفر بيئات مثالية محتملة لنشوء الحياة وتطورها. كما يثير تساؤلات مهمة عن المدة التي استغرقتها عملية تحول المريخ من عالم رطب إلى الصحراء المتجمدة التي نعرفها اليوم.
وفي سياق أوسع، تعزز هذه النتائج الفرضيات القائلة بأن فقدان المريخ لمياهه كان عملية تدريجية ومعقدة، وليس حدثا كارثيا مفاجئا. كما تدعم الأدلة المتزايدة على وجود خزانات مائية جوفية ضخمة ما تزال مختبئة تحت سطح الكوكب، وهو ما قد يكون له آثار كبيرة على جهود استكشاف المريخ المستقبلية، وربما حتى استيطانه البشري.