تمكن علماء الفلك ولأول مرة بشكل قاطع من تحديد ولادة عنصر ثقيل معين أثناء اصطدام نجم نيوتروني. وجدوا السترونتيوم. وظهرت في الأطوال الموجية للضوء - أو الأطياف - مكونة الشفق اللاحق لهذا الاصطدام.
"النجم" النيوتروني هو تسمية خاطئة إلى حد ما. هذه الأجسام هي في الواقع بقايا عالية الكثافة من النجوم الكبيرة التي بلغت سن الشيخوخة ، ثم انفجرت ثم انهارت مرة أخرى على نفسها. عالم الفيزياء الفلكية Darach Watson يعمل في الدنمارك في جامعة كوبنهاغن. أبلغ فريقه عن اكتشاف السترونشيوم عبر الإنترنت في 23 أكتوبر الطبيعة .
افترض العلماء أن الاصطدام بجسمين فائقين الكثافة ، مثل النجوم النيوترونية ، من شأنه أن يؤدي إلى سلسلة من التفاعلات النووية. تُعرف باسم عملية r. في مثل هذه البيئة ، يمكن لنوى الذرات أن تلتهم النيوترونات بسرعة. بعد ذلك ، ستتحول هذه النوى في عملية تعرف باسم الاضمحلال الإشعاعي . كان يُنظر إلى عملية r على أنها طريقة لتحويل العناصر القديمة الأصغر إلى عناصر أحدث وأكبر. كان يُعتقد أن نصف جميع العناصر الأثقل من الحديد يتم تصنيعها في عملية r.
لقد قدم العثور على السترونتيوم في التصادم الأخير أخيرًا الدليل الأكثر مباشرة حتى الآن على أن تصادمات النجوم النيوترونية تؤدي بالفعل إلى إطلاق عملية r.
"R" هل تراه؟
توقع الفيزيائيون منذ فترة طويلة أن الفضة والذهب وعناصر أخرى كثيرة أكبر من الحديد قد تشكلت بهذه الطريقة. لكن العلماء لم يكونوا متأكدين من مكان حدوث تفاعلات عملية r. بعد كل شيء ، لم ير أحد بشكل مباشر عملية r جارية في حدث سماوي. أو لم يفعلوا ذلك حتى اندماج نجمين نيوترونيين في عام 2017. حلل العلماء بسرعة الضوء المنبعث من تلك الكارثة. ووجدوا فيه دليلاً على ولادة خليط من العناصر الثقيلة. يبدو أن كل شيء قد جاء من عملية r.
لكن هذه التحليلات لم تستطع تحديد العناصر بدقة في هذا المزيج. لماذا ا؟ كان الباحثون يفحصون في الغالب عناصر ثقيلة للغاية - تلك التي يمكن أن تولد هياكلها الذرية المعقدة ملايين الميزات الطيفية. ويشير واطسون إلى أن كل هذه الميزات لم تكن معروفة بالكامل بعد. وهذا جعل من الصعب للغاية التفريق بين العناصر التي كانت موجودة ، على حد قوله.
ومع ذلك ، فإن السترونشيوم خفيف نسبيًا مقارنة بعناصر عملية r الأخرى. ويخلق هيكلها الذري البسيط بعض الأدلة الطيفية القوية والمعروفة. لذلك وسع واطسون وزملاؤه تحليلهم للنظر فيه. وبذلك ، قاموا برفع "بصمة" السترونشيوم الواضحة. ظهرت في الضوء الذي جمعه التلسكوب الكبير جدًا في تشيلي في غضون أيام قليلة من اصطدام النجم النيوتروني.
يقول العلماء:نجم نيوتروني
لم تكن رؤية السترونتيوم في الشفق غير المتوقع ، كما يقول بريان ميتزجر. إنه عالم فيزياء فلكية بجامعة كولومبيا في مدينة نيويورك ولم يشارك في العمل الجديد. يلاحظ أن السترونتيوم "يخبرنا بشيء مثير للاهتمام" حول العناصر التي تشكلت أثناء تصادم النجوم النيوترونية.
على سبيل المثال ، يجب أن تكون المادة التي أنتجت السترونشيوم ذات كثافة نيوترونية منخفضة بشكل غير عادي (على الأقل بالمقارنة مع ما يُرى عادةً داخل النجم النيوتروني). خلافًا لذلك ، فإن بيئة غنية جدًا بالنيوترونات مثل هذا الاصطدام يجب أن تخلق عناصر عملية r أثقل بكثير.
ربما خضعت مادة النجم النيوتروني التي تصنع السترونشيوم لبعض التفاعلات الأخرى. ربما تم قصفها بجسيمات شبحية دون ذرية تسمى نيوترينوات. يقول ميتزجر إنه كان من الممكن أن تكون قد ولدت في الاصطدام. ويخلص إلى أنه "لم تكن مجرد أحشاء نجم نيوتروني [عادية] هي التي وفرت المادة الخام لهذا السترونشيوم.
