كتب – رامز يوسف:
ربما اكتشف العلماء أخيرًا مصدر الذهب في بدايات الكون.
في دراسة جديدة، كشف باحثون أن التوهجات القوية الصادرة عن النجوم النيوترونية ذات المجال المغناطيسي القوي، والتي تُسمى “النجوم المغناطيسية”، ربما بدأت في تشكيل الذهب بعد الانفجار العظيم بفترة وجيزة – أي قبل وقت أطول بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. وصف الباحثون نتائجهم في دراسة نُشرت في مجلة “رسائل مجلة الفيزياء الفلكية”.
طوال عقود، كان العلماء حائرين بشأن أصول كميات الذهب الهائلة في الكون. كان الباحثون يعلمون مسبقًا أن اندماج النجوم المنهارة والثقوب السوداء يُطلق معادن ثقيلة، ولكن في عام ٢٠١٧، ولأول مرة على الإطلاق، رصد علماء الفلك اندماج جثتين نجميتين فائقتي الكثافة تُعرفان بالنجوم النيوترونية. وأصدر هذا الاصطدام الكارثي، الذي حدث على بُعد ١٣٠ مليون سنة ضوئية، وميضًا ضوئيًا احتوى على آثار معادن ثقيلة، بما في ذلك البلاتين وكميات هائلة من الذهب.
ورغم أن حدث عام ٢٠١٧ قد فسر بعضًا من وفرة الذهب في الكون، فإنه لم يستطع تفسير كيفية تشكل الذهب والمعادن الثقيلة في بدايات الكون، نظرًا لعدم مرور وقت كافٍ لحدوث اندماجات النجوم النيوترونية.
والآن، يعتقد العلماء أنهم يستطيعون أخيرًا تفسير كيفية نشوء الذهب والعناصر الثقيلة الأخرى وتوزيعها في الفضاء.
وقال إريك بيرنز، المؤلف المشارك في الدراسة والأستاذ المساعد في الفيزياء وعلم الفلك بجامعة ولاية لويزيانا، في بيان لوكالة ناسا: “إنها تُجيب عن أحد أسئلة القرن”.
عصر الانفجارات الهائلة
وُجدت النجوم المغناطيسية منذ فجر الكون، ويُقدّر مؤلفو الدراسة أن هذه الهياكل ربما ساهمت بما يصل إلى 10% من جميع العناصر الأثقل من الحديد في مجرة درب التبانة.
استخدم الباحثون بيانات عمرها 20 عامًا من تلسكوبات ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) للعثور على المصدر الخفي للذهب والمعادن الثقيلة في الكون. وحصروا بحثهم في النجوم المغناطيسية استنادًا إلى نتائج دراسة أجريت عام 2024، أفادت أن التوهجات المغناطيسية العملاقة – وهي رشقات من الإشعاع تُطلق أثناء الزلازل النجمية – يمكنها قذف مواد، بما في ذلك المعادن الثقيلة، من قشرة النجوم النيوترونية إلى الفضاء.
وُجد آخر توهج مغناطيسي عملاق رُصد من الأرض عام 2004. ولاحظ العلماء آنذاك إشارة صغيرة لأشعة جاما من التوهج، “لكن لم يكن لدى أحد أي فكرة عن ماهيتها”، كما قال بيرنز.
اتضح أن هذه الإشارة الصغيرة تعكس إشارات يتوقع العلماء رؤيتها إذا أنتج نجم مغناطيسي معادن ثقيلة وأطلقها في وهج عملاق.
تُنتج وهجات النجم المغناطيسي العملاقة كمية هائلة من الإشعاع عالي الطاقة، والذي قد يكون مفتاحًا لتشكيل الذهب وعناصر أخرى أثقل من الحديد، وفقًا للباحثين. وتحديدًا، يعتقد مؤلفو الدراسة الجديدة أن الكثافة العالية جدًا للنيوترونات في وهج عملاق يمكن أن تُحوّل أنوية الذرات الخفيفة إلى أنوية أثقل بكثير، ما يُحفز تفاعلات اضمحلال نووية متعددة في ذرة واحدة في آن واحد.
تحمل الذرات بروتونات ونيوترونات، وهما اللذان يُحددان هوية العنصر وكتلته على التوالي. الهيدروجين هو أبسط ذرة في الجدول الدوري، لأنه يحتوي على بروتون واحد فقط. الهيليوم، ثاني أبسط عنصر، يحتوي على بروتونين؛ والليثيوم يحتوي على 3 بروتونات، وهكذا.
في ظل ظروف معينة، يمكن للذرات امتصاص نيوترون إضافي، ما يزيد من كتلة الذرة، ويزعزع استقرارها، ويطلق شرارة تفاعل تحلل نووي يحول هذا النيوترون إلى بروتون. عند حدوث ذلك، تحتوي الذرة التي امتصت النيوترون على بروتون إضافي، مما يغير هويتها ويرفع ترتيبها في الجدول الدوري. يتحول الهيدروجين إلى هيليوم، والهيليوم إلى ليثيوم، وهكذا.
تشهد التوهجات المغناطيسية العملاقة نسخة معززة من هذه العملية، لأن الكثافة الهائلة للنيوترونات يمكن أن تدفع الذرات إلى امتصاص العديد منها دفعة واحدة، وفقًا للباحثين. وهكذا، قد تتحول ذرة خفيفة نسبيًا فجأة إلى ذرة أثقل بكثير، ما يؤدي إلى تكوين سريع للمعادن الثقيلة، بما في ذلك الذهب.
قال أنيرود باتيل، الباحث الرئيسي في الدراسة، وهو طالب دكتوراه في الفيزياء الفلكية بجامعة كولومبيا في نيويورك: “من الرائع حقًا التفكير في كيفية تشكل بعض المواد في هاتفي أو حاسوبي المحمول في هذا الانفجار الشديد على مدار تاريخ مجرتنا”.
المصدر: Live Science
اقرأ أيضا:
