منشأ تشکیل عناصر سنگین در کیهان

۱۴۰۰/۰۵/۲۹ ۱۸:۳۱ چاپ کد خبر: 132742
تا همین اواخر تصور می شد ادغام ستاره های نوترونی تنها راه برای تولید عناصر سنگین تر از روی است. اما می دانیم که عناصر سنگین اولین بار مدت زمان کوتاهی پس از مهبانگ تولید شدند. در آن زمان هنوز زمان کافی برای ادغام ستاره های نوترونی نگذشته بود. بنابراین، منبع دیگری برای توضیح وجود عناصر سنگین اولیه در راه شیری مورد نیاز بود.
 
به گزارش ایتنا و به نقل از دانشگاه ملی استرالیا، کشف ستاره باستانی SMSS J2003-1142 در هاله راه شیری، اولین شواهد پیرامون منبع دیگری برای عناصر سنگین، از جمله اورانیوم و احتمالاً طلا ارائه می دهد.
 
در اطراف کهکشان راه شیری، «هاله» ای وجود دارد که از گازهای داغ تشکیل شده و به طور مداوم با موادی که توسط ستاره های در حال زایمان یا در حال مرگ در حال خروج است، شکل می گیرد. تنها یک درصد از ستاره های کهکشان در این هاله یافت می شوند.
 
در تحقیقاتی که در نشریه نیچر منتشر شده، می بینیم که عناصر سنگین شناسایی شده در SMSS J2003-1142 به احتمال زیاد نه از ادغام ستاره نوترونی، بلکه از طریق فروپاشی و انفجار یک ستارهٔ به سرعت درحال چرخش با میدان مغناطیسی قوی و جرمی در حدود ۲۵ برابر خورشید تولید شده است.
 
گفتنی است اخیراً تأیید شد که ادغام ستاره های نوترونی در واقع یکی از منابع عناصر سنگین در کهکشان ما است. البته این رخداد زمانی اتفاق می افتد که دو ستاره نوترونی در یک سامانه دودویی و در طی یک رویداد پرانرژی به نام «کیلونوا» با هم ادغام شوند.
 
با این حال، مدل های موجود مربوط به تکامل شیمیایی کهکشان راه شیری نشان می دهند که ادغام ستاره های نوترونی به تنهایی نمی تواند الگوهای خاصی از عناصری را که در چندین ستاره باستانی مشاهده شده (از جمله SMSS J2003-1142) ایجاد کند.
 
دانشمندان دانشگاه ملی استرالیا، از این مشاهدات، ترکیب شیمیایی این ستاره را مورد مطالعه قرار دادند. تحلیل آنها نشان داد که میزان آهن تقریباً ۳ هزار بار کمتر از خورشید است. به عبارت دیگر، SMSS J2003-1142 از نظر شیمیایی منحصربفرد است.
 
بدین ترتیب، عناصری که دانشمندان در این ستاره مشاهده کردند، احتمالاً توسط یک ستاره والد و ​​درست بعد از انفجار بزرگ تولید شده است.
 
گفته می شود که ترکیب شیمیایی SMSS J2003-1142 می تواند ماهیت و خواص ستارهٔ مادر را آشکار کند. مقادیر زیاد نیتروژن، روی و عناصر سنگین از جمله یوروپیوم و اورانیوم بسیار قابل توجه است.
 
سطوح بالای نیتروژن در SMSS J2003-1142 نشان می دهد که ستارهٔ مادر، دارای چرخش سریعی بوده است، در حالی که سطوح بالای روی نشان می دهد که انرژی انفجار حدود ده برابر یک ابرنواختر «معمولی» بوده است. این بدان معنی است که این رخداد یک ابرنواختر بوده است. همچنین، مقادیر زیادی اورانیوم به وجود تعداد زیادی نوترون نیاز دارد.
 
عناصر سنگینی که امروزه می توانیم در SMSS J2003-1142 مشاهده کنیم، همگی شواهدی هستند که نشان می دهند این ستاره در نتیجه انفجار زودرس ابر مغناطیسی تولید شده است.
 


بنابراین، این تحقیق اولین مستنداتی را ارائه می دهد مبنی بر اینکه حوادث ابرنواختری مغناطیسی (در کنار ادغام ستاره های نوترونی)، منشاء عناصر سنگین در کهکشان راه شیری هستند.
 
اما چطور می دانیم که فقط ادغام ستاره های نوترونی نبوده که منجر به تشکیل عناصر خاصی شده است که در SMSS J2003-1142 یافت می شوند؟ چند دلیل برای این امر وجود دارد.
 
در فرضیه این مطالعه، یک ستاره تک والد باید همه عناصر مشاهده شده در SMSS J2003-1142 را ایجاد کرده باشد. از سوی دیگر، بسیار طول می کشید تا عناصر مشابه تنها از طریق ادغام ستاره های نوترونی ساخته شوند. اما این زمان حتی در اوایل شکل گیری کهکشان در هنگام ایجاد این عناصر هم وجود نداشت.
 
همچنین، ادغام ستاره های نوترونی، تنها منجر به تشکیل عناصر سنگین می شود؛ بنابراین به منابع دیگری مانند ابرنواختر معمولی نیز برای توضیح سایر عناصر سنگین مانند کلسیم که در SMSS J2003-1142 مشاهده شده بود، لازم بود. این حالت در صورت امکان، حالت پیچیده تری است و بنابراین احتمال آن نیز کمتر است.
 
اما مدل هایپرنووای مغناطیسی نه تنها تناسب بهتری با داده ها دارد، بلکه می تواند ترکیب SMSS J2003-1142 را از طریق یک رویداد واحد توضیح دهد. این مشاهده می تواند حاصل ادغام ستاره های نوترونی و ابرنواخترهای مغناطیسی باشد که می توانند به طور یکسان نحوه ایجاد همه عناصر سنگین راه شیری را توضیح دهند.
همرسانی کنید:
برچسب‎ها : فضا

طراحی و پیاده سازی توسط: بیدسان