يلتقط التلسكوب الفضائي اصطدامًا شديدًا بين نجمين نيوترونيين ينتج عنه الذهب والبلاتين في مجرة ​​بعيدة

سجلت الأجهزة المتقدمة التي تديرها وكالات الفضاء مؤخرًا واحدًا من أكثر الأحداث نشاطًا التي تم توثيقها على الإطلاق في تاريخ علم الفلك الحديث. تم اكتشاف انفجار أشعة جاما، المصنف تقنيًا باسم GRB 230906A، في منطقة من الفضاء تقع على بعد حوالي 4.7 مليار سنة ضوئية من كوكبنا. وكشفت هذه الظاهرة عن بيانات غير مسبوقة حول تركيب العناصر الكيميائية فائقة الثقل في الكون.

وتم الالتقاط الأولي للإشارة بواسطة أجهزة استشعار تابعة لتلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة غاما، والتي حددت الانبعاث الناتج عن الاصطدام العنيف لجرمين سماويين بكثافة عالية للغاية. وأشار التحليل الأولي لبيانات القياس عن بعد إلى أن التأثير نشأ من اندماج نجمين نيوترونيين. تمثل هذه الأجسام النوى المتبقية من النجوم الضخمة التي استنفدت كل طاقتها النووية على مدى دهور.

أكدت المراقبة المباشرة لهذا الحدث المتطرف نظريات الفيزياء الفلكية الأساسية من خلال مراقبة الظروف الفيزيائية القاسية. تجاوز إطلاق الطاقة إجمالي انبعاث المجرات بأكملها في جزء صغير من الثانية، مصحوبًا بتغيير قابل للقياس في نسيج الزمكان من خلال انتشار موجات الجاذبية. كان هناك خلق فوري لكميات كبيرة من المعادن النبيلة، والتي تم قذفها إلى الوسط النجمي بسرعات قريبة من سرعة الضوء.

تكوين العناصر الثقيلة في الكون

يمثل تفاعل الجاذبية والاشتباك الفيزيائي اللاحق بين النجوم النيوترونية إحدى الآليات الطبيعية القليلة المعروفة القادرة على توفير درجة الحرارة والضغط الدقيقين اللازمين لتكوين ذرات فائقة الثقل. أثناء تأثير هذه الكتل فائقة الكثافة، تصل الحرارة المتولدة في المنطقة إلى مستويات لا يمكن قياسها على الفور. تسهل هذه البيئة القاسية عملية الفيزياء النووية المعروفة باسم الالتقاط السريع للنيوترونات، حيث تمتص النوى الذرية الأصغر الجسيمات المحايدة بمعدل متسارع، قبل وقت طويل من اضمحلالها إشعاعيًا.

إن هذا التحول الذي لا رجعة فيه هو الذي يحول العناصر الأساسية إلى معادن كثيفة وقيمة، ونتيجة لذلك يتم رميها بقوة في الوسط بين النجوم، حيث ستتجول لفترة طويلة. تندمج المواد المقذوفة بفعل قوة الانفجار تدريجيًا في سحب واسعة من الغاز والغبار المنتشرة في جميع أنحاء أنظمة المجرة المضيفة. ومع مرور الوقت الكوني، تتعرض هذه السدم الغنية بالمعادن الثقيلة لانهيارات الجاذبية التي تؤدي إلى ظهور أنظمة نجمية جديدة وكواكب صخرية وأحزمة كويكبات. لا يمكن تفسير الوفرة الحالية للمعادن النبيلة الموجودة في القشرة الأرضية فقط من خلال دورة الحياة والموت الطبيعية للنجوم العادية.

المراقبة التفصيلية للظاهرة الكونية

واحتشد الباحثون من عدة مؤسسات فلكية عالمية مباشرة بعد التنبيه التلقائي الذي أصدره القمر الصناعي. سمحت خفة الحركة في محاذاة التلسكوبات الأرضية والمدارية المتعددة بالمراقبة المستمرة لللمعان المتبقي للانفجار.

يتطلب رسم الخرائط التفصيلية للحدث الاستخدام التكتيكي لمرصد شاندرا للأشعة السينية. ركزت المعدات أجهزتها على انبعاث الأشعة السينية من الحطام المتوسع الناتج عن الاصطدام.

يعد هذا المستوى من المراقبة ضروريًا للغاية لتحديد التركيب الدقيق للمادة التي تم إلقاؤها في الفضاء. إن التوهج المتبقي الذي تلتقطه التلسكوبات، والذي يسمى تقنيًا كيلونوفا، يعمل كبصمة حقيقية للانفجار النجمي.

يتم إنشاء لمعان الكيلونوفا مباشرة من خلال التحلل الإشعاعي السريع للنوى الثقيلة التي تكونت حديثًا في تأثيرات النجوم النيوترونية. إن التأكيد بشكل لا لبس فيه على وجود البلاتين والذهب في البيانات المجمعة يساعد علماء الفلك على رسم خريطة لتوزيع العناصر الثقيلة.

موقع الحدث المعزول

أحد الجوانب المحددة التي أثارت اهتمام العلماء عند تحليل البيانات هو الموقع الدقيق للانفجار في الفضاء السحيق. وعلى عكس معظم انبعاثات أشعة جاما، التي تحدث في مناطق ذات كثافة نجمية عالية، يبدو أن حدث GRB 230906A ينبثق من منطقة ذات فراغ مطلق ظاهري.

Leia Tambem

اختبار البطارية الجديد يضع هاتف Galaxy S26 Ultra في المقدمة على iPhone 17 Pro Max في التصنيف العالمي

تكشف الأبحاث أن الآباء لا يدركون كيفية استخدام أطفالهم للذكاء الاصطناعي

خصم كبير على هاتف Galaxy S25 Plus يخفض قيمته إلى أقل من 4500 ريال في المتجر الإلكتروني

كشفت التحقيقات الإضافية التي أجريت باستخدام العدسة عالية الدقة لتلسكوب هابل الفضائي أن الحدث وقع بالقرب من مجرة ​​قزمة منخفضة اللمعان. تشير العزلة الجغرافية إلى أن نظام النجم النيوتروني ربما تم طرده من بنية مجرة ​​أكبر بسبب تفاعلات الجاذبية الشديدة في الماضي.

تم تحديد التوقيعات الكيميائية

إن كمية المعادن الثمينة المتولدة في حدث واحد بهذا الحجم يمكن أن تعادل عدة أضعاف الكتلة الإجمالية لكوكبنا. يوفر التتبع التفصيلي لأصل العناصر الثقيلة معلمات أساسية لفهم التطور الكيميائي وتكوين الكواكب الصخرية.

تعتبر العناصر التي تنشأ في انفجارات أشعة جاما ضرورية للحفاظ على الحرارة الداخلية للأجرام السماوية الصلبة وللعمل المستمر للمجالات المغناطيسية. وبدون الانتشار العنيف لهذه المواد عبر الفضاء الناتج عن اصطدام النجوم النيوترونية، ستكون كيمياء الكواكب أبسط بكثير.

تشير البيانات الحديثة المنشورة في مجلات علم الفلك إلى أن معدل التخصيب الكيميائي في الكون يعتمد بشكل مباشر على التكرار التاريخي لهذه الاندماجات النجمية. إن وضوح المعلومات التي تم الحصول عليها من هذا الحدث المحدد يسمح للعلماء بتحسين الخوارزميات التي تحسب نسبة الكتلة المحولة إلى معادن نبيلة.

جهود الرصد العالمية

يعتمد النجاح المطلق في تسجيل GRB 230906A على شبكة مراقبة فضائية عالمية تعمل بسرعة عالية جدًا. وبمجرد أن اكتشف تلسكوب فيرمي النبضة الأولى من الإشعاع، تم إطلاق تنبيهات آلية لعشرات مراكز الأبحاث حول العالم.

إن الفرصة المتاحة لمراقبة تطور الكيلونوفا قصيرة للغاية، ولا تدوم سوى بضع ساعات أو أيام في أقصى سطوع. أدى الدوران السريع للعدسات الأرضية والفضائية إلى الإحداثيات الدقيقة إلى منع فقدان البيانات المهمة حول الحدث من خلال دمج المعلومات التي تم التقاطها بأطوال موجية مختلفة، بما في ذلك ترددات الراديو والضوء المرئي والأشعة السينية.

ديناميات طرد النجوم

وعززت الملاحظات المجمعة الفرضية العلمية القائلة بأن الكون لديه آليات معقدة لنقل وتوزيع العناصر الثقيلة التي لا يزال الباحثون يرسمون خرائط لها. تشير حقيقة اصطدام النظام الثنائي على مشارف مجرة ​​قزمة إلى أن النجوم النيوترونية يمكن أن تواجه نبضات حركية شديدة، تُعرف في الفيزياء الفلكية باسم ركلات ناتا.