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.

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.