مصدر ما يمطر الذهب عبر الكون لكنه لا يزال مجهولا حتى هذه اللحظة
المعضلة كالآتي ، الذهب عنصر ، مما يعني أنه لا يمكنك الوصول إليه من خلال التفاعلات الكيميائية العادية – على الرغم من أن الكيميائيين حاولوا ذلك لعدة قرون.
ولصنع هذا المعدن اللامع ، عليك أن تربط 79 بروتونًا و 118 نيوترونًا معًا لتشكيل نواة ذرية واحدة لذا يعد هذا تفاعل اندماج نووي مكثف ولا يحدث بشكل متكرر، لصنع المجموعة العملاقة من الذهب التي نجدها على الأرض وأماكن أخرى في النظام الشمسي.
ووجدت دراسة جديدة أن أصل الذهب الأكثر شيوعًا – الاصطدام بين النجوم النيوترونية – لا يمكن أن يفسر وفرة الذهب أيضًا. إذن من أين يأتي الذهب؟ هناك بعض الاحتمالات الأخرى ، بما في ذلك المستعرات العظمى الشديدة التي تجعل النجم من الداخل إلى الخارج لكن لسوء الحظ ، حتى هذه الظواهر الغريبة لا يمكن أن تفسر مدى انتشار الذهب في الكون المحلي ، كما توصلت الدراسة الجديدة.
اصطدامات النجوم النيوترونية تساعد في تشكيل الذهب عن طريق تحطيم البروتونات والنيوترونات معًا لفترة وجيزة في نوى ذرية ، ثم تقذف تلك النوى الثقيلة المرتبطة عبر الفضاء، قال شياكي كوباياشي ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة هيرتفوردشاير في المملكة المتحدة ، إن نجوم المستعرات العظمى العادية لا يمكنها تفسير وجود الذهب في الكون لأن النجوم ضخمة بما يكفي لصهر الذهب قبل أن تموت وهي نادرا ما تتحول إلى ثقوب سوداء عندما تنفجر، وفي مستعر أعظم عادي يتم امتصاص هذا الذهب في الثقب الأسود.
إذن ماذا عن تلك المستعرات العظمى الغريبة التي تقلب النجوم؟ قال كوباياشي لموقع Live Science إن هذا النوع من الانفجار النجمي ، وهو ما يسمى بـ المستعر الأعظم المغناطيسي الدوراني ، هو “مستعر أعظم نادر جدًا ، يدور بسرعة كبيرة”.
أثناء حدوث مستعر أعظم مغناطيسي دوراني ، يدور النجم المحتضر بسرعة كبيرة ويتشقق بمثل هذه المجالات المغناطيسية القوية بحيث يتحول من الداخل إلى الخارج أثناء انفجاره. أثناء موته ، يطلق النجم نفاثات من المادة شديدة السخونة في الفضاء. ولأن النجم انقلب من الداخل إلى الخارج، فإن نفاثاته مليئة بنوى الذهب. النجوم التي تصهر الذهب على الإطلاق نادرة. النجوم التي تدمج الذهب ثم تقذفه في الفضاء مثل هذه نادرة.
وجدت كوباياشي وزملاؤها أنه حتى النجوم النيوترونية بالإضافة إلى المستعرات الأعظمية المغناطيسية الدورانية معًا لا يمكنها تفسير ثروة الأرض من الذهب.
وتم التوصل إلى أن”هناك مرحلتان لهذا السؤال … رقم واحد هو: أن عمليات اندماج النجوم النيوترونية ليست كافية، ثانيًا: حتى مع المصدر الثاني، ما زلنا غير قادرين على تفسير كمية الذهب المرصودة.”
وقالت إن الدراسات السابقة كانت صحيحة في أن تصادمات النجوم النيوترونية تطلق وابلًا من الذهب لكنها لم تأخذ في الحسبان ندرة تلك الاصطدامات. ومن الصعب تقدير عدد المرات التي تصطدم فيها النجوم النيوترونية الصغيرة – وهي نفسها البقايا شديدة الكثافة من المستعرات العظمى القديمة – معًا لكنها بالتأكيد ليست شائعة جدًا: لقد لاحظ العلماء أنها تحدث مرة واحدة فقط. حتى التقديرات التقريبية تظهر أنها لا تصطدم في كثير من الأحيان بما يكفي لإنتاج كل الذهب الموجود في النظام الشمسي.
قال إيان روديرير Ian Roederer ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة ميتشيغان ، الذي يبحث عن آثار العناصر النادرة في النجوم البعيدة: “هذه الورقة ليست الأولى التي تشير إلى أن اصطدام النجوم النيوترونية غير كافٍ لتفسير وفرة الذهب”
كان مؤلفوا هذه الدراسة قادرين على شرح تكون الذرات الخفيفة مثل الكربون 12 (ستة بروتونات وستة نيوترونات) والثقيلة مثل اليورانيوم 238 (92 بروتونًا و 146 نيوترونًا). قال روديرير إن هذا نطاق مثير للإعجاب، يغطي العناصر التي عادة ما يتم تجاهلها في هذه الأنواع من الدراسات.
تصادمات النجوم النيوترونية ، على سبيل المثال ، أنتجت السترونشيوم في نموذجها. يتطابق هذا مع ملاحظات السترونشيوم في الفضاء بعد اصطدام نجم نيوتروني واحد لاحظه العلماء مباشرة.
لقد فسرت المستعرات الأعظمية ذات الدوران المغناطيسي وجود اليوروبيوم في نموذجها ، وهي ذرة أخرى ثبت صعوبة تفسيرها في الماضي.
لكن الذهب يظل اللغز الأكبر.
قال كوباياشي إن هناك شيئًا لا يعرفه العلماء بعد يصدر هذه الكميات من الذهب. أو من المحتمل أن تصطدم النجوم النيوترونية بالذهب أكثر مما توحي به النماذج الحالية. في كلتا الحالتين ، لا يزال يتعين على علماء الفيزياء الفلكية القيام بالكثير من العمل قبل أن يتمكنوا من شرح مصدر كل هذا اللمعان الرائع.
