كيف تزن التيتانيوم في المستعر الأعظم سريع

الأصل: "Revised $$^{45}$$V($$p,γ$$)$$^{46}$$Cr reaction rate and its impact on the production of $$^{44}$$Ti in core-collapse supernovae"
· R. S. Sidhu, Y. Luo, C. Sarma, M. Wiescher, X. Xu
arXiv:2608.17757v1 · 2026-08-18 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
قياس دقيق لكتلة نواة الكروم يغيّر حساب التيتانيوم-44 الذي يتوهج بعد انفجار النجم.

عندما ينفجر نجم ضخم كمستعر أعظم، تُصاغ نوى ثقيلة في أعماقه خلال ثوانٍ معدودة. ومن بينها التيتانيوم-44، وهو نظير مشع يتوهج لسنوات بأشعة غاما. تعتمد الكمية المتبقية على تفاعل نووي واحد: يلتقط البروتون نواة الفاناديوم-45 ويحوّلها إلى كروم-46. هذا يشبه بابًا ضيقًا يهرب من خلاله جزء من التيتانيوم خارج سلسلة التخليق.

مؤخرًا، قاس الفيزيائيون هذا التفاعل مباشرة لأول مرة، لكن الدقة اصطدمت بكتلة الكروم-46. الآن أخذوا قيمة كتلة أدق بأربع مرات — فارتفع معدل التفاعل عند درجات حرارة الانفجار النجمي إلى 69%. في نموذج مستعر أعظم كتلته 20 كتلة شمسية، أعطى ذلك زيادة بنسبة 26% في التيتانيوم-44 في المادة المقذوفة.

التيتانيوم-44 هو المصدر الرئيسي لتوهج غاما في بقايا المستعرات العظمى الشابة. اضمحلاله يسمح لعلماء الفلك بـ«رؤية» الانفجارات الحديثة في مجرتنا.

المثير للاهتمام أن التغييرات شبه معدومة بالنسبة للمستعر الأعظم 1987A. السبب يعود إلى تكوين المقذوفات: إذا كانت تحتوي على بروتونات حرة كثيرة، يكون التفاعل نشطًا، أما إذا كانت المادة أغنى بالنيوترونات — فالبروتونات قليلة ويكاد الباب يكون مغلقًا. لذا فإن التيتانيوم-44 حساس لمدى «بروتونية» الانفجار.

يتحلل التيتانيوم-44 بنصف عمر يبلغ حوالي 60 عامًا — لحظة بمقاييس فلكية، لكنها كافية لجعل بقايا المستعر الأعظم تتوهج بأشعة غاما لعقود.

العلماء
Enrico FermiAugustin-Louis CauchyChristiaan HuygensEmmy NoetherIsaac NewtonSubrahmanyan Chandrasekhar
المفاهيم
معدل التفاعل كتلة حرجة تخليق العناصر في المستعرات العظمى فجوة الكتلة في التفاعل النووي