نظائر نادرة “غريبة” في نقطة قشرة الأرض إلى فرشاة حديثة بحدث كارثي

ستجد في أسفل الجدول الدوري قائمة بالعناصر الثقيلة التي ولدت في حالة من الفوضى. نوع الفوضى التي قد تجدها في انفجار نجم ربما ، أو تصادم بين نجمين نيوترونيين.

اكتشف علماء الفيزياء زوجًا من النظائر المشعة الكبيرة في عينات من قشرة أعماق البحار تم سحبها من ارتفاع 1500 متر (ما يقرب من 5000 قدم) تحت المحيط الهادئ.

كنا نتوقع رؤية العديد من العناصر ذات الوزن الثقيل في دوامة الغبار والغاز التي شكلت كوكبنا منذ دهور – ولكن معظمها كان يجب أن يتحلل إلى أشكال أكثر استقرارًا قبل وقت طويل من الآن. لذا إيجاد أمثلة في قشرة الأرض القريبة من السطح اليوم يثير بعض الأسئلة الشيقة.

يمكن أن يخبرنا الاكتشاف شيئًا أو شيئين عن الأحداث الكونية الكارثية التي تحدث في غضون بضع مئات من السنين الضوئية من الأرض ، ومؤخرًا نسبيًا في تاريخنا الجيولوجي. يمكن أن يسلط الضوء أيضًا على طريقة تشكل الأوزان الذرية الثقيلة.

كما ترى ، فإن بناء الذرات يتطلب الكثير من الطاقة. يمكن ضغط البروتونات في الهيليوم تحت نوع الجاذبية الذي تجده في النجم ، لكن الاندماج النجمي سيأخذك بعيدًا فقط. لبناء كتلة ضخمة ضخمة مثل البلوتونيوم ، ستحتاج إلى نوع من الطاقة التي يمكن أن تطلق رشقات نارية من النيوترونات.

هناك عدد قليل من الظروف في الكون يمكن أن يحدث في ظلها هذا “الالتقاط السريع للنيوترونات” ، أو عملية r ، بما في ذلك اندماج المستعرات الأعظمية والنجوم النيوترونية.

على مدار تاريخ الكون ، تحطمت العديد من النجوم وانبثقت لتنسكب غبارًا كثيفًا من الحديد واليورانيوم والبلوتونيوم والذهب وذرات الدهون الأخرى في جميع أنحاء المجرة. لذلك من المتوقع أن الكواكب مثل الأرض قد التقطت كمية لا بأس بها منها.

READ  عاصفة شمسية قوية تقترب من الأرض ، يمكن أن تؤثر على إشارات الهاتف الخلوي ونظام تحديد المواقع العالمي

لكن ليست كل العناصر تولد نفس الشيء. الاختلافات في عدد النيوترونات الخاصة بهم تجعل بعضها أكثر استقرارًا من البعض الآخر. الحديد 60 ، على سبيل المثال ، هو نوع من النظائر “وميض وستفتقده” إذا نظرت إليه على المقياس الكوني ، مع عمر نصف يبلغ 2.6 مليون سنة فقط قبل أن يتحلل إلى نيكل.

إن العثور على هذا النظير قصير العمر على كوكبنا اليوم – خاصةً في القشرة ، بعيدًا عن متناول العمليات الاصطناعية الحديثة – يعني تسليمًا حديثًا نسبيًا للحديد الطازج من الكون.

ظهر الحديد 60 في عينات صخرية من قبل ، يعود تاريخها إلى مليوني سنة فقط. كما شوهد في المواد التي أعيدت من سطح القمر.

ولكن للحصول على فكرة جيدة عن النوع المحدد من عملية r التي أنتجت هذه العينات ، سيكون من المفيد معرفة ما هي النظائر الأخرى التي تمطر بها.

قاد الفيزيائي أنطون والنر من الجامعة الوطنية الأسترالية فريقًا من الباحثين للبحث عن عينات جديدة من الحديد 60 لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تحديد نظائر العناصر الثقيلة الأخرى القريبة.

ما وجدوه هو البلوتونيوم 244 ، وهو نظير له نصف عمر يزيد قليلاً عن 80 مليون سنة – مستقر من أجل البلوتونيوم ، ولكن ليس نوع العنصر الذي تتوقعه منذ أن اجتمع كوكبنا قبل 4.5 مليار سنة.

إجمالاً ، اكتشف الفريق تدفقات مميزة من الحديد 60 والتي كان يجب أن تصل خلال العشرة ملايين سنة الماضية. وكلا العينتين كانت مصحوبة بكميات صغيرة ولكن مهمة من البلوتونيوم 244 ، كل منها بنسب متشابهة.

يضيف العثور عليهم معًا مزيدًا من التفاصيل بدلاً من العثور على أي منهما على حدة. كمية البلوتونيوم فيها أقل مما كان متوقعًا إذا كانت المستعرات الأعظمية مسؤولة بشكل أساسي عن إنتاجها ، مما يشير إلى مساهمات من عمليات r أخرى.

READ  الصين تكشف عن أولى صور المريخ التي التقطتها المركبة الجوالة Zhurong

بالضبط ما كان وراء هذا الرش المعين من غبار الفضاء الفضائي متروك لخيالنا في الوقت الحالي.

“القصة معقدة” يقول والنر.

“من المحتمل أن يكون هذا البلوتونيوم 244 قد تم إنتاجه في انفجارات سوبر نوفا أو يمكن تركه من حدث أقدم بكثير ، ولكنه أكثر إثارة مثل انفجار نجم نيوتروني.”

من خلال قياس الصمامات المشعة الخاصة بكل منها ووضع بعض الافتراضات حول الفيزياء الفلكية وراء توزيعها ، يتكهن الباحثون بأن إنتاج الحديد 60 متوافق مع اثنين إلى أربعة أحداث مستعر أعظم تقع بين 50 و 100 فرسخ فلكي (حوالي 160 و 330 سنة ضوئية) من أرض.

ليست هذه هي المرة الأولى التي يشير فيها الحديد 60 إلى حدوث مستعر أعظم يقع بالقرب منه بشكل خطير في التاريخ الحديث.

من خلال النظر إلى النظير المرتبط بالعناصر الأخرى ، يمكننا ببطء بناء توقيع يخبرنا بالمزيد عن ظروف الانفجار التصادم في منطقتنا في ملايين السنين قبل أن يبدأ البشر في الاهتمام عن كثب.

ومع ذلك ، سوف يتطلب الأمر المزيد من البحث عن النظائر الفضائية.

“يمكن أن تكون بياناتنا أول دليل على أن المستعرات الأعظمية تنتج بالفعل البلوتونيوم 244 ،” يقول والنر.

“أو ربما كان موجودًا بالفعل في الوسط بين النجوم قبل أن ينفجر المستعر الأعظم ، ودُفع عبر النظام الشمسي مع مقذوف المستعر الأعظم.”

تم نشر هذا البحث في علم.

You May Also Like

About the Author: Fajar Fahima

"هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز."

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *