الذهب ليس فقط من النجوم النيوترونية: أين المصدر الخفي؟ ⚡ экспресс
أكد رصد اندماج نجمين نيوترونيين GW170817 وما صاحبه من كيلونوفا أن مثل هذه الأحداث مصدر مهم لعناصر عملية الالتقاط السريع للنيوترونات (r-process). لكن بيانات التركيب الكيميائي لنجوم قرص درب التبانة تشير إلى الحاجة لقنوات إغناء إضافية. في هذه الدراسة، جُمعت بيانات من مراصد الموجات الثقالية LIGO-Virgo-KAGRA والانفجارات القصيرة لأشعة غاما والنجوم النابضة في المجرة، إضافة إلى العلاقات الرصدية بين Eu/Fe وFe/H، لتقييم مساهمة اندماج النجوم النيوترونية مع الثقوب السوداء، واندماج النجوم النيوترونية الثنائية السريعة، في محتوى عناصر r-process في قرص المجرة. أُجري التحليل في إطار نموذج بايزي موحد يأخذ في الحسبان الشكوك في معدلات الاندماج، وتوزيعات زمن التأخير، وقذف الكتل اعتمادًا على الكتل والدوران، بالإضافة إلى الوفرة النجمية. وُجد أن أيًا من هاتين القناتين لا يمكنها أن تهيمن كمصدر إضافي دون أن تتعارض بشدة مع الأرصاد الحالية والتوقعات النظرية. هذه النتائج تضيق نطاق الموردين المحتملين لعناصر r-process وتؤكد ضرورة إسهام عمليات غير مرتبطة بالاندماجات.
الكون أشبه بمطبخ فلكي هائل، تُطهى فيه العناصر الكيميائية داخل أفران النجوم وفي التصادمات الملحمية. أثقل هذه العناصر، كالذهب والبلاتين، تتطلب أشد الظروف قسوة. ظن الفلكيون أن الطهاة الوحيدين لهذه الأطباق النفيسة هم اندماجات النجوم النيوترونية (بقايا النجوم المنطفئة فائقة الكثافة). لكن حين قام العلماء بوزن كل ذهب مجرة درب التبانة وقارنوه بإنتاج تلك الاندماجات، ظهر عجز كبير.
دققوا في كل الوصفات المعروفة. أخذوا في الحسبان حتى الاندماجات السريعة جدًا للنجوم النيوترونية وأزواج الثقب الأسود مع نجم نيوتروني التي تولد بدورها عناصر ثقيلة. أضافوا بيانات من مراصد الموجات الثقالية (تموجات الزمكان)، ومشاهدات التحليل الطيفي (تحليل التركيب الكيميائي للنجوم من ضوئها)، والانفجارات القوية لأشعة غاما. ورغم كل ذلك، لم تتطابق المقادير: يفترض أن تكون المعادن النفيسة أكثر بكثير.
إذن، هناك طباخ آخر يعمل في مطبخ الكون، لم نتعرف عليه بعد. ربما يكون نوعًا نادرًا من انفجارات المستعرات العظمى - مستعر أعظم مغناطيسي، حيث تنضغط المادة وتسخن لدرجات لا تُتصور. أو لعل المصدر يختبئ في تصادمات بين أجرام أكثر غرابة. يبقى لغز الذهب مفتوحًا، ويواصل محققو الفضاء البحث عن المكون الخفي.
🎯 في عام 2017، سُجل اندماج لنجمين نيوترونيين أطلق ذهبًا يفوق كتلة الأرض بأضعاف.