جدید ترین عناوین خبری امروز
کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

همه‌ی ما از گرد و غبار ستاره‌ای تشکیل شده‌ایم. اما این گرد و غبار از کجا آمده‌اند؟
هرگاه ناراحتی به سراغ شما آمد با خودتان تکرار کنید: «تو از گرد و غبار کیهانی به وجود آمده‌ای.»

همه‌ی ما از گرد و غبار ستاره‌ای تشکیل شده‌ایم. اما این گرد و غبار از کجا آمده‌اند؟

با وجود تمام اشتباهات انسانی، قاتل‌های زنجیره‌ای و حتی غذاهایی که از آن‌ها نفرت دارید؛ رنگ‌ها، آرسنیک و … اما همچنان بسیار شگفت‌انگیز است که مواد سازنده‌ی سلول‌های ما اولین‌بار از جایی در آسمان آمده‌اند!

اما دقیقا از کجا؟! تحقیقات جدیدی از یافتن گاز و گرد و غبار در ایزوتوپ‌های بعضی عناصر خبر داده‌اند که مقدار آن‌ها خیلی بیشتر از انتظار ما است و دانسته‌های ما درباره‌ی منشاء آن‌ها را به چالش کشیده است.

محققان دانشگاه آریزونا براساس ترکیبات سحابی سیاره‌ای نسبتا جوانی به نام K۴-۴۷، روش جدیدی برای شکل‌‌گیری اتم‌هایی که پیش از آن ایده‌ای برای منشا اصلی آن‌ها وجود نداشت، مطرح کرده‌اند. بیشتر عناصر تشکیل دهنده‌ی مواد شیمیایی پیچیده‌ی حیات ما و زمین‌شناسی محصول واکنش‌های مختلف ستاره‌ای است.

اگر در جایی هیدروژن به اندازه کافی وجود داشته باشد، گرانش شروع به فشرده کردن آن برای تبدیل به هلیم می‌کند. سپس، از به هم پیوستن هلیوم عناصر بزرگتری مانند لیتوم پدید می‌آید. برای به وجود آمدن عناصر بزرگتری مانند کربن و اکسیژن نیروی قابل‌توجهی مورد نیاز است؛ بسیار شبیه به همان نیرویی که در تولد هسته‌های ستارگان بزرگ با جرم ۸ برابر جرم خورشید وجود دارد.
حتی بعضی از این ایزوتوپ‌های سنگین مانند کربن ۱۳، اکسیژن ۱۷ و نیتروژن ۱۵ برای تولید شدن نیاز به یک نوترون اضافی در هسته خود دارند. هرچند این موضوع مشکل بزرگی به نظر نیاید، اما درواقع همین فرایند اضافه کردن، نیاز به چنان انرژی دارد که به هنگام فروپاشی یک ستاره در انفجار یک ابرنواختر آزاد می‌شود.

اما دانشمندان متوجه شدند که در این فرضیه یک اشکال کوچک وجود دارد.
لوسی زیوریس، محقق ارشد این پژوهش، معتقد است: «این مدل که فقط به ابر‌نواخترها ختم می‌شود هیچ‌گاه نمی‌تواند فراوانی N-۱۵ و O-۱۷ مشاهده شده در نمونه‌های موجود در سنگ‌های آسمانی را توجیه کند.»

چشم‌اندازی از گرفتگی بزرگ آمریکایی

با توجه به فراوانی بسیار این چنین ایزوتوپ‌های سنگین موجود در سنگ‌هایی که بر روی زمین فرود آمدند، دانشمندان دریافتند که باید به دنبال توضیح دیگری برای تشکیل این عناصر باشند، توضیح بهتری که نیاز به پدیده‌های نادر اخترفیزیکی نداشته باشد.

دوباره K۴-۴۷ را در نظر بگیرید. ابر گازی و گرد و غبار موجود در این سیاره که در فاصله ۱۵۰۰ سال نوری قرار دارد، غنی از مولکول‌های کربنی است که بیشتر آن‌ها یک نوترون اضافه دارند.
زیرویس می‌گوید: «هنگامی‌که که ما این ایزوتوپ‌ها را در K۴-۴۷ پیدا کردیم، مشخص شد که برای توضیح منشاء آن‌ها نیازی به ستارگان عجیب و غریب نیست و به‌ طور کلی ستارگان مختلف نیز توانایی تولید آن‌ها را دارند.»

مرگ ستارگانی مانند خورشید ما منتهی به انفجار بزرگ و متراکم از گازهای داغ نمی‌شود. در واقع، خورشید ما مانند ۹۰ درصد ستارگان در هنگام مرگ به تدریج با از دست دادن جرمش، گرمای خود را به اتمسفر خارجی‌اش می‌دهد و تبدیل به یک توپ بزرگ داغ می‌شود. این پوسته‌ی داغ گازی سرانجام پس از گذشت زمان از بین می‌رود و یک «کوتوله سفید» درخشان از خود به جای می‌گذارد.

ممکن است این فرایند آرام به نظر بیاید، اما تفاوت این ستارگان با بقیه در مرحله‌ی مرگ درونی آن‌هاست؛ زیرا باید آن‌قدر قدرتمند باشند تا بتوانند یک نوترون اضافه را به هسته‌های سنگین قبل از رها شدن آن‌ها در فضا اضافه کنند.
هنگامی که میزان نیروی گرانش در اتمسفر خارجی ستاره‌های سبک‌تر کاهش می‌یابد، هلیوم شروع به بارش بر روی سطح هسته‌ی ستاره می‌کند و باعث افزایش چگالی و دمای آن می‌شود. این انباشتگی میلیون‌ها سال طول می‌کشد اما بالاخره اتفاق می‌افتد.

ستاره‌ی سنگین بسیار بزرگ، تولد یک دوقلوی کوچک را نوید می‌دهد

با افزایش دما و نزدیک شدن به نقطه‌ی بحرانی نزدیک به ۱۰۰ میلیون درجه، مولکول‌‌های سه‌تایی هلیوم تبدیل به تک اتم‌های کربن تبدیل می‌شوند. مقدار بسیار زیادی انرژی در این مرحله آزاد می‌شود.

این الکترون، هلیوم‌های ناقص را مانند دریایی از مایعات به هم متصل می‌کند و گرما را به دام می‌اندازد. که نتیجه‌ی آن تشکیل درخشش پوسته‌ی هلیوم است.

زیوریس معتقد بود: «درخشش هلیوم مانند ابرنواختر ستاره از هم متلاشی نمی‌شود. بلکه بیشتر شبیه فوران ستاره‌ای است.»
سرانجام، ۶ درصد هلیوم تبدیل به همان کربن قدیمی می‌شود. برای تشکیل ایزوتوپ‌هایی مانند C-۱۳ در این پدیده شبه ابرنواختر، اتم‌ها باید بتوانند به سرعت فرار کنند تا سرد شوند به این منظور که در واکنش‌های دیگری شرکت نکنند.

حال ذکر نمونه‌های بیشتر به تقویت این مدل کمک خواهند کرد.
فراوانی این ایزوتوپ‌ها در K۴-۴۷ قابل توضیح است اگر در نتیجه‌ی یک سیستم از ستاره دوتایی باشد که پوشش گازی مشترک دارند. یک ستاره اگر اندازه مناسبی داشته باشد، می‌تواند قبل از برخورد و تشکیل سحابی، کربن تولید کند.

تصور می‌شود که سحابی مشابه به نام CK Vul نتیجه‌ی چنین برخوردی توسط کوتوله سفید دوتایی باشد. و هم‌چنین کربن و ایزوتوپ‌های کربن مشابهی دارد.
دنبال کردن منشاء ایزوتوپ‌های خاصی که به درخشش پوسته هلیوم برمی‌گردند، می‌تواند روش جدیدی را برای تفسیر تاریخچه‌ی مواد در منظومه شمسی ما، در اختیار ستاره‌شناسان قرار دهد.

تام زگا، همکار زیوریس معتقد است: «شما می‌توانید ذراتی که ما در شهاب سنگ‌ها یافتیم را خاکستر ستارگانی تصور کنید که سال‌ها قبل از تشکیل منظومه شمسی از بین رفته‌اند. ما انتظار داریم که این ذرات را بر روی بنو بیابیم. آن‌ها تکه‌هایی از تاریخ این سیارک هستند و این پژوهش به ما کمک می‌کند تا بفهمیم که مواد تشکیل دهنده‌ی بنو از کجا آمده‌اند.»

لوح آسمان نبرا

این کار شاید به نظر نادر باشد ولی از خاص بودن ایزوتوپ‌هایی مانند کربن-۱۳ چیزی نمی‌کاهد. شاید در آن درسی برای همه‌ی ما نهفته باشد.

این تحقیق در مجله‌ی Nature به چاپ رسیده است.

منبع: Science Alert

دسته ها:
ورود به سایت دیدگاه ها 0
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

نگرانی ستاره‌شناسان از صورت‌ فلکی وسیع اسپیس‌ایکس
نگرانی ستاره‌شناسان از صورت‌ فلکی وسیع اسپیس‌ایکس
48
بالاخره فهمیدیم کهکشان راه شیری چه زمانی با کهکشان آندرومدا برخورد خواهد کرد؟
کهکشان راه شیری چه زمانی با کهکشان آندرومدا برخورد خواهد کرد؟
47
چرا نمی‌توانیم سیاه‌چاله را ببینیم؟
چرا نمی‌توانیم سیاه‌چاله را ببینیم ؟
45
شایعه‌ی ساختگی بودن سفر به ماه
شایعه‌ی ساختگی بودن سفر به ماه
112
تلسکوپ TESS اولین جهان بیگانه هم‌اندازه با زمین را شناسایی کرد
66

ذرات بنیادی

ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
34
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
73
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
2
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
109
هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید
هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید
115