انفجار نجمي يتسبب في تخليق الذهب بكتلة كواكب كاملة
اكتشف علماء الفلك مصدرًا لم يكن معروفًا من قبل لبعض أندر عناصر الكون، فقد تبين لهم أن توهجات عملاقة من النجوم المغناطيسية قد تكون مسؤولة عن تشكيل ما يصل إلى 10% من الذهب والبلاتين والعناصر الثقيلة الأخرى في مجرتنا.
النجوم المغناطيسية نوع من النجوم النيوترونية التي تعد بقايا كثيفة جدا للنجوم الضخمة التي انفجرت في صورة مستعرات عظمى، لكن ما يميز النجوم المغناطيسية هو مجالها المغناطيسي القوي للغاية والذي يفوق مجال الأرض بتريليونات المرات.
توهجات غير مسبوقة
أحيانًا تُطلق النجوم المغناطيسية دفعات هائلة من الطاقة تُعرف باسم التوهجات العملاقة، هذه التوهجات قصيرة لا تدوم سوى بضع ثوانٍ، لكنها تُصدر طاقة تفوق ما تُصدره الشمس في مليون سنة.
وفي ديسمبر/كانون الأول ٢٠٠٤، رصد العلماء وميضًا ساطعًا من نجم مغناطيسي، وبينما تم تحديد التوهج الأولي بسرعة، إلا أن إشارة ثانية أصغر، بلغت ذروتها بعد ١٠ دقائق، حيرت العلماء طوال عقدين من الزمن.
وحاليا أكد باحثون في مركز الفيزياء الفلكية الحاسوبية التابع لمعهد فلاتيرون أن هذه الإشارة المتأخرة دلت على تشكل عناصر ثقيلة مثل الذهب والبلاتين بعد هذا التوهج.
إعلان
وبحسب الدراسة ، التي نشرها الفريق في دورية "أستروفيزكال جورنال ليترز"، فقد قدّر أن توهج عام ٢٠٠٤ وحده أنتج معادن ثقيلة تُعادل ثلث كتلة الأرض.
عملية التقاط النيوترون السريعة
ويرجع العلماء ما حدث إلى ما يسمى "عملية التقاط النيوترون السريعة"، وهي مجموعة من التفاعلات النووية المسؤولة عن تكوين ما يقرب من نصف العناصر الأثقل من الحديد، ومنها الذهب والبلاتين.
خلال هذه العملية، التي تحدث في بيئات فلكية شديدة العنف وغنية بالنيوترونات، يتم التقاط عدد كبير جدا من النيوترونات بواسطة نواة ذرات مثل الحديد في وقت قصير جدا.
لا تأخذ النواة وقتًا لتتحلل قبل أن تلتقط نيوترونًا جديدًا ولذلك اسمها "سريعة". وبعد التقاط عدد كبير من النيوترونات، تبدأ هذه النوى غير المستقرة بالتفتت إلى عناصر جديدة أكثر استقرارًا عن طريق ما سمي تحلل بيتا. في النهاية، نحصل على عناصر ثقيلة مثل: الذهب، والبلاتين، واليورانيوم.. وغيرها.
وفي السابق، اعتقد العلماء أن عملية التقاط النيوترون السريعة تحدث بشكل رئيسي أثناء المستعرات العظمى أو اندماج النجوم النيوترونية، وفي عام ٢٠١٧ قدّم اصطدام نجمين نيوترونيين دليلًا مباشرًا على تكوين عناصر عبر عملية التقاط النيوترون السريعة.
لكن الدراسة الجديدة أكدت أن التوهجات العملاقة من النجوم المغناطيسية تُهيئ أيضًا الظروف اللازمة لعملية التقاط النيوترون السريعة، مما يُتيح موقعًا جديدًا لتكوين العناصر الثقيلة في هذا الكون الواسع، ويفتح الباب لتقديرات أدق لنسب هذه العناصر.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الجزيرة
٠٤-٠٥-٢٠٢٥
- الجزيرة
انفجار نجمي يتسبب في تخليق الذهب بكتلة كواكب كاملة
اكتشف علماء الفلك مصدرًا لم يكن معروفًا من قبل لبعض أندر عناصر الكون، فقد تبين لهم أن توهجات عملاقة من النجوم المغناطيسية قد تكون مسؤولة عن تشكيل ما يصل إلى 10% من الذهب والبلاتين والعناصر الثقيلة الأخرى في مجرتنا. النجوم المغناطيسية نوع من النجوم النيوترونية التي تعد بقايا كثيفة جدا للنجوم الضخمة التي انفجرت في صورة مستعرات عظمى، لكن ما يميز النجوم المغناطيسية هو مجالها المغناطيسي القوي للغاية والذي يفوق مجال الأرض بتريليونات المرات. توهجات غير مسبوقة أحيانًا تُطلق النجوم المغناطيسية دفعات هائلة من الطاقة تُعرف باسم التوهجات العملاقة، هذه التوهجات قصيرة لا تدوم سوى بضع ثوانٍ، لكنها تُصدر طاقة تفوق ما تُصدره الشمس في مليون سنة. وفي ديسمبر/كانون الأول ٢٠٠٤، رصد العلماء وميضًا ساطعًا من نجم مغناطيسي، وبينما تم تحديد التوهج الأولي بسرعة، إلا أن إشارة ثانية أصغر، بلغت ذروتها بعد ١٠ دقائق، حيرت العلماء طوال عقدين من الزمن. وحاليا أكد باحثون في مركز الفيزياء الفلكية الحاسوبية التابع لمعهد فلاتيرون أن هذه الإشارة المتأخرة دلت على تشكل عناصر ثقيلة مثل الذهب والبلاتين بعد هذا التوهج. إعلان وبحسب الدراسة ، التي نشرها الفريق في دورية "أستروفيزكال جورنال ليترز"، فقد قدّر أن توهج عام ٢٠٠٤ وحده أنتج معادن ثقيلة تُعادل ثلث كتلة الأرض. عملية التقاط النيوترون السريعة ويرجع العلماء ما حدث إلى ما يسمى "عملية التقاط النيوترون السريعة"، وهي مجموعة من التفاعلات النووية المسؤولة عن تكوين ما يقرب من نصف العناصر الأثقل من الحديد، ومنها الذهب والبلاتين. خلال هذه العملية، التي تحدث في بيئات فلكية شديدة العنف وغنية بالنيوترونات، يتم التقاط عدد كبير جدا من النيوترونات بواسطة نواة ذرات مثل الحديد في وقت قصير جدا. لا تأخذ النواة وقتًا لتتحلل قبل أن تلتقط نيوترونًا جديدًا ولذلك اسمها "سريعة". وبعد التقاط عدد كبير من النيوترونات، تبدأ هذه النوى غير المستقرة بالتفتت إلى عناصر جديدة أكثر استقرارًا عن طريق ما سمي تحلل بيتا. في النهاية، نحصل على عناصر ثقيلة مثل: الذهب، والبلاتين، واليورانيوم.. وغيرها. وفي السابق، اعتقد العلماء أن عملية التقاط النيوترون السريعة تحدث بشكل رئيسي أثناء المستعرات العظمى أو اندماج النجوم النيوترونية، وفي عام ٢٠١٧ قدّم اصطدام نجمين نيوترونيين دليلًا مباشرًا على تكوين عناصر عبر عملية التقاط النيوترون السريعة. لكن الدراسة الجديدة أكدت أن التوهجات العملاقة من النجوم المغناطيسية تُهيئ أيضًا الظروف اللازمة لعملية التقاط النيوترون السريعة، مما يُتيح موقعًا جديدًا لتكوين العناصر الثقيلة في هذا الكون الواسع، ويفتح الباب لتقديرات أدق لنسب هذه العناصر.
الجزيرة
٢٥-٠٤-٢٠٢٥
- الجزيرة
محيطات الأرض بالكامل كانت خضراء يوما ما
في دراسة نشرتها دورية "نيتشر إيكولوجي آند إيفولوشن"، قدّم باحثون يابانيون حُجة دامغة على أن محيطات الأرض التي تبدو اليوم زرقاء، كانت في الماضي السحيق ذات لون أخضر. ويعتقد الباحثون أن ذلك حصل في العصر الأريكي، وهو من العصور الجيولوجية السحيقة، حيث امتد من 4031 إلى 2500 مليون سنة مضت، وهي فترة خلت فيها أجواء الأرض ومحيطاتها من غاز الأكسجين، وظهرت فيها أيضًا أولى الكائنات الحية التي تُولّد الطاقة من ضوء الشمس، والتي استخدمت عملية التمثيل الضوئي اللاهوائي، مما جعلها قادرة على القيام بذلك في غياب الأكسجين. المحيطات الزرقاء ويقول البروفيسور سيدريك جون، أستاذ ورئيس قسم علوم البيانات للبيئة والاستدامة، جامعة كوين ماري في لندن، في تصريحاته الخاصة للجزيرة نت: "يعود سبب ظهور المحيط باللون الأزرق، في الوقت الحالي، إلى تفاعل ضوء الشمس مع الماء.. ويضيف جون أنه "من المعروف أن ضوء الشمس يحتوي على جميع الألوان، وعند وصوله إلى المحيط يمتص الماء الألوان المختلفة بشكل مختلف، على سبيل المثال، يمتص الماء الألوان الأحمر والبرتقالي والأصفر بسرعة أكبر، وعند الغوص في المحيط يتغلغل الضوء الأزرق في أعماق المحيط ويتشتت، وبالتالي فإن تشتت الضوء الأزرق الذي يعود إلى أعيننا هو ما يجعله أزرق". ويقول المؤلف الرئيسي للدراسة تارو ماتسيو، الباحث من جامعة ناغويا في اليابان في تصريح خاص للجزيرة نت "منذ ظهور البكتيريا الزرقاء، ازدادت أكسدة بيئة سطح الأرض تدريجيا، بما فيها المحيطات". اخضرار المحيطات وكشفت عمليات المحاكاة الحاسوبية التي قام بها الباحثون في جامعة ناغويا، أن الأكسجين المُنبعث من عملية التمثيل الضوئي المبكرة أدى إلى تركيز عالٍ من جزيئات الحديد المؤكسد بما يكفي لتحويل مياه السطح إلى اللون الأخضر. وجاء اكتشاف اخضرار المحيطات في الماضي السحيق، من خلال ملاحظة المياه المحيطة بجزيرة إيو جيما البركانية اليابانية، والتي تتميز بصبغة خضراء مرتبطة بنوع من الحديد المؤكسد، كما تزدهر الطحالب الخضراء المزرقة في المياه الخضراء المحيطة بالجزيرة. وذكرت الدراسة أنه وقبل ظهور عملية البناء الضوئي والأكسجين، احتوت محيطات الأرض على الحديد المُذاب المُختزل (الحديد المُترسب في غياب الأكسجين)، حيث أدى الأكسجين المُنطلق من ظهور عملية البناء الضوئي في العصر الأريكي إلى تأكسد الحديد في مياه البحر. ويقول جون في تصريح خاص للجزيرة نت "إن السبب الرئيسي الذي أدى الى أن تأخذ مياه المحيطات اللون الأخضر، يعود إلى وجود أشكال مختلفة من الحديد المؤكسد، إذ إن وجود مواد كيميائية مختلفة، مثل الحديد، يُغير طيف امتصاص الماء". ويقول ماتسيو "بعد ظهور البكتيريا الزرقاء، وهي من أقدم الكائنات الحية على كوكب الأرض، وتتميز بقدرتها على إجراء التمثيل الضوئي، كما تلعب دورًا رئيسيًا في إنتاج الأكسجين في الغلاف الجوي وتحسين جودة المياه، بدأت المياه الضحلة بالتأكسد خلال العصر الأريكي، محولةً الحديد المؤين إلى هيدروكسيد الحديد، الذي ترسّب بعد ذلك". وعندما يبقى هيدروكسيد الحديد عالقًا في المياه السطحية، فإنه يمتص كلًّا من الأطوال الموجية الزرقاء والحمراء (بواسطة هيدروكسيد الحديد والماء، على التوالي)، بينما يُشتّت الضوء الأخضر بكفاءة، ونتيجة لذلك، بدت المحيطات خضراء خلال هذه الفترة الانتقالية بين حالتي الاختزال والتأكسد. هل يمكن أن يتغير لون المحيطات مجددًا؟ ويقول جون "إذا تغيرت التركيبة الكيميائية للمحيط، فسيتغير لونه أيضًا، لكن من غير المرجح أن يحدث هذا قريبًا" ويعلق ماتسيو "وفقًا لدراسة نُشرت في دورية " نيتشر" عام 2023، يمكن أن يتغير لون المحيطات تدريجيًا على مدار فترات زمنية جيولوجية، بالإضافة إلى ذلك، قد تتكرر تفاعلات الأكسدة والاختزال استجابة للتغيرات البيئية، حيث إنه معروف أن ظواهر محلية مثل "المد الأزرق" تُحفزها عمليات الأكسدة والاختزال هذه. علاوة على ذلك، تشير دراسة أخرى نُشرت في " نيتشر جيوساينس" إلى أن حالة أكسدة سطح الأرض قد تنخفض خلال الـ5 مليارات سنة القادمة بسبب زيادة الإشعاع الشمسي، مما قد يُحفز تفاعلات أكسدة واختزال واسعة النطاق -وبالتالي، تغيرات في لون المحيط – مرة أخرى. ويقول البروفيسور سيدريك جون "إذا تغيرت التركيبة الكيميائية للمحيط، فسيتغير لونه أيضًا، لكن من غير المرجح أن يحدث هذا قريبًا، فالتركيب الكيميائي للمحيطات مستقر نسبيًا، لذا يتطلب حدوث بعض التغييرات المهمة".
الجزيرة
١٠-٠٣-٢٠٢٥
- الجزيرة
الكشف عن أسرار الغلاف الجوي الخاص بكوكب "لا نجم له"
قدّم مرصد جيمس ويب الفضائي نظرة تفصيلية للغلاف الجوي لـ"سيمب 0136″، وهو جرم يقع على بعد حوالي 20 سنة ضوئية، تبلغ كتلته نحو 13 ضعف كتلة المشتري لكنه لا يدور حول نجم، مما يجعله "كوكبًا مارقا"، وهو اصطلاح يطلق على الكواكب التي لا تدور حول نجوم. ويعتقد فريق من الباحثين أن "سيمب 0136" قزم بني، وهو نوع من النجوم التي فشلت في أن تبدأ اندماجا نوويا في نواتها، فبقت في حالة وسطى بين الكواكب النجوم. وكشفت كاميرات الأشعة تحت الحمراء في مرصد جيمس ويب عن تغيرات واضحة في السطوع ناجمة عن التغيرات الجوية على سطح "سيمب 0136" بسبب أنماط الطقس الديناميكية في غلافه الجوي السميك. فوضى مناخية وفي السابق، اعتقد العلماء أن هذه التغييرات كانت بسبب السحب فقط، لكن بيانات مرصد ويب الفضائي تُظهر أن التحولات في درجات الحرارة والتفاعلات الكيميائية المعقدة في غلافه الجوي تلعب أيضا دورًا كبيرًا. وبحسب الدراسة ، التي نشرها الباحثون في دورية "ذا أستروفيزكال جورنال ليترز"، فإن سيمب 0136 يحتوي على طبقات سحب متحركة ذات سُمك مختلفة، تشبه سحب المشتري ولكنها أكثر تطرفًا، ومن المحتمل أن تحتوي هذه السحب على سيليكات ساخنة (مثل الرمل) وبخار ماء تتشكل وتتبدد بمرور الوقت. وعلى عكس الكواكب في المدارات المستقرة، يتعرض سيمب 0136 لتغيرات غير منتظمة في درجات الحرارة عبر سطحه، حيث تصبح بعض المناطق أسخن من غيرها، ربما بسبب العواصف العنيفة أو ارتفاع وانخفاض الغازات في الغلاف الجوي. ويحتوي الغلاف الجوي لسيمب 0136 على جزيئات تعتمد على الكربون (مثل الميثان وأول أكسيد الكربون) تتغير بمرور الوقت، وهذا يعني أن التفاعلات الكيميائية تشكل بشكل نشط الغلاف الجوي للكوكب، مما يجعله أعقد مما كان متوقعًا. وبحسب بيان صحفي رسمي من منصة المرصد، فإن ذلك الاكتشاف يمنح العلماء فهمًا أفضل لكيفية تصرف الكواكب الغازية العملاقة مثل المشتري وزحل، كما تساعدهم في التنبؤ بمظهر الكواكب خارج نظامنا الشمسي.
