اكتشف علماء الفلك للتو الحدث الكوني القديم الذي منح الأرض الذهب والبلاتين

(مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا / مختبر CI)

توصل بحث جديد إلى أن تصادمًا عنيفًا بين نجمين نيوترونيين قبل 4.6 مليار عام أدى إلى هطول عناصر ثقيلة على النظام الشمسي الذي لم يتشكل بعد.

ما يصل إلى 0.3 في المائة من الذهب والبلاتين واليورانيوم على الأرض (إلى جانب العناصر الثقيلة الأخرى) يمكن أن يكون قد تكوّن في حريق اندماج يبعد 1000 سنة ضوئية ، عندما كان النظام الشمسي أكثر بقليل من سحابة من الغاز والغبار.

هذا يعني أننا سنجد في كل واحد منا قيمة رمش لهذه العناصر ، قال عالم الفيزياء الفلكية إمري بارتوس من جامعة فلوريدا ، 'في الغالب على شكل اليود الضروري للحياة'.

الشهيرتم اكتشاف اصطدام نجم نيوتروني في عام 2017علمتنا أشياء كثيرة - ليس أقلها تلك الاصطداماتتنتج عناصر ثقيلة. في البيانات الكهرومغناطيسية التي تنتجها غيغاواط 170817 اكتشف العلماء ، لأول مرة ، إنتاج العناصر الثقيلة بما في ذلك الذهب والبلاتين واليورانيوم.

هذا لأن انفجارًا قويًا ، مثل انفجار مستعر أعظم أو اندماج نجمي ، يمكن أن يؤدي إلى عملية التقاط النيوترونات السريعة ، أو ص العملية - سلسلة من التفاعلات النووية تصطدم فيها النوى الذرية بالنيوترونات لتكوين عناصر أثقل من الحديد.

يجب أن تحدث التفاعلات بسرعة كافية بحيث لا توجد فرصة للتحلل الإشعاعي قبل إضافة المزيد من النيوترونات إلى النواة ، مما يعني أنه يجب أن يحدث حيث يوجد الكثير من النيوترونات الحرة تطفو - مثل انفجار نجم.

لمعرفة من أين أتت العناصر الثقيلة على الأرض - سواء أكان مستعر أعظم أم مستعر أعظم النجم النيوتروني الاندماج - قام بارتوس وزميله زابولكس ماركا من جامعة كولومبيا بتحليل النظائر المشعة في نيازك النظام الشمسي المبكرة.

تم العثور على هذه في الأكتينيدات - العناصر الثقيلة ذات الأعداد الذرية من 89 إلى 103 ، من الأكتينيوم حتى اللورنسيوم ، وكلها مشعة ؛ يمكن العثور على آثارها في النيازك من الأيام الأولى للنظام الشمسي.

النظائر المشعة لها نصف الحياة . يشير هذا إلى الفترة الزمنية التي تستغرقها نصف النوى الذرية في العينة لتتحلل ، وهي كمية معروفة للعديد من العناصر. لذلك ، يمكن استخدام نصف العمر المشع كنوع من كبسولة زمنية لإعادة بناء فترات زمنية محددة.

لذلك تمكن الباحثون من استخدام أكتينيدات النيزك والبلوتونيوم واليورانيوم والكوريوم لإعادة بناء وفرة العناصر الثقيلة في النظام الشمسي المبكر.

في حد ذاته ، هذا لا يخبرنا أكثر من ذلك بكثير ، لذلك أجرى الفريق عمليات محاكاة رقمية للنظام الشمسي المبكر لمقارنة وفرة النيازك الواقعية مقابل عمليات المحاكاة. ووجدوا أن الاثنين لا يتطابقان بدون تحطم نجم نيوتروني.

أفضل ملاءمة لوفرة الأكتينيد المرصودة كان اصطدام نجم نيوتروني على بعد حوالي 1000 سنة ضوئية من النظام الشمسي (لذلك ، داخل مجرة ​​درب التبانة) ، ما يقرب من 100 مليون سنة قبل تشكل الأرض ، عندما تكون سحابة الغاز التي أصبحت النظام الشمسي كان لا يزال في طور الاندماج.

إذا حدث حدث مشابه اليوم على مسافة مماثلة من النظام الشمسي ، فإن الإشعاع الذي أعقب ذلك يمكن أن يتفوق على سماء الليل بأكملها ، قال العلامة التجارية .

وجد البحث أن هذا الحدث قد رش العناصر في الفضاء المحيط ، مما ساهم بنسبة 70 في المائة من الكوريوم المبكر للنظام الشمسي ، و 40 في المائة من البلوتونيوم. بسبب التحلل الإشعاعي ، هناك القليل منه الآن ، بعد 4.6 مليار سنة.

ووجدوا أنه لا يمكن أن يكون مستعرًا أعظم - يحدث في كثير من الأحيان ، مما يضع وفرة الأكتينيد التي سينتجها خارج القيود التي تحددها النيازك.

وقال الباحثون إنها نتيجة يمكن أن تلقي بعض الضوء على العمليات التي شكلت النظام الشمسي. وله بعض الأهمية الوجودية أيضًا.

'تتناول نتائجنا بحثًا أساسيًا عن الإنسانية: من أين أتينا وإلى أين نحن ذاهبون؟' قال العلامة التجارية .

'من الصعب للغاية وصف المشاعر الهائلة التي شعرنا بها عندما أدركنا ما وجدناه وماذا يعني ذلك للمستقبل بينما نبحث عن تفسير لمكاننا في الكون.'

تم نشر البحث في طبيعة سجية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.