كيف يولد الكالسيوم في انفجارات النجوم سريع
في أعماق النجم المحتضر قبل انفجار المستعر الأعظم، تجري تفاعلات نووية تحدد أي العناصر الكيميائية ستنتشر في الفضاء. أحد هذه التفاعلات هو اصطدام نواة الأكسجين مع بروتون، ينتج عنه نواة النيتروجين وجسيم ألفا (نواة الهيليوم). من سرعة هذا التفاعل تعتمد كمية الكالسيوم والكبريت الناتجة — العنصران اللذان يستخدمهما علماء الفلك للحكم على تركيب النجم الأم.
لفترة طويلة، تناقضت بيانات التجارب المختلفة مع بعضها البعض: بعض القياسات أعطت سرعة تفاعل أعلى بسبع مرات من السرعة القياسية، والبعض الآخر أعطى أقل. لفهم الأمر، استخدم الفيزيائيون كاشف MUSIC، الذي يلتقط الجسيمات مباشرة في غرفة الغاز، مثلما يلتقط الميكروفون الصوت. القياس الجديد عند الطاقات المميزة للانفجار أظهر أن سرعة التفاعل أعلى بمقدار 1.5 مرة مما في المرجع REACLIB، ولكن ليس سبع مرات. تمكنوا من تقليص التشتت في البيانات القديمة بشكل كبير.
ولكن حتى مع السرعة الجديدة للتفاعل، لا يمكن تفسير لماذا تختلف نسبة الكالسيوم إلى الكبريت في بقايا المستعرات العظمى ذات الأعمار المختلفة. إذن، اللغز يكمن في تفاعلات أخرى من احتراق الأكسجين — مثل اندماج نواتي أكسجين أو أكسجين مع كربون. إن دقة هذه التفاعلات هي ما يجب تحسينه في التجارب المستقبلية لفهم كيف تصوغ النجوم العناصر.
كاشف MUSIC يعمل كغرفة غازية تترك فيها الجسيمات آثارًا، ويمكن للفيزيائيين حرفيًا «سماع» كل اصطدام نووي.
في رواية «سولاريس» لستانيسلاف ليم، يغير محيط الكوكب مداره بالتلاعب بالجاذبية — تمامًا كما تتحكم التفاعلات النووية في المستعرات العظمى في التركيب الكيميائي لمجرات بأكملها.