كشَف الفيزيائيون في جامعة يورك الإنجليزية عن طريقة جديدة لفهم الأصطناع النووي (nucleosynthesis) في النجوم، والذي قد ساهم في تقديم معلومات جديدة وثاقبة عن الدور التي تلعبه النجوم ضخمة الكتلة في تطور مجرة درب اللبانة ومعرفة أصل النظام الشمسي.
الألمنيوم المشع ( الألمنيوم-26، أو Al26) هو عنصر يصدر أشعة جاما خلال انحلاله، مما يسمح للفلكيين بتصوير مكانه في مجرتنا. وبدراسة كيفية تكون الألمنيوم المشع في النجوم ضخمة الكتلة، استطاع العلماء التمييز بين الأطروحات المتضاربة السابقة المتعلقة بمعدل انتاجه من خلال الإنصهار النووي.
قام العلماء بتمويل من مجلس العلوم وبحوث التكنولوجيا (STFC) بقياس الإندماج بين الهيليوم والصوديوم في مسارعين للجسيمات احدهما في الدانمارك والآخر في كندا، وتم تحديد معدل إنتاج الألمنيوم المشع بدقة أقل من الضعف (أي أن أكبر نتيجة تم قياسها لم تتجاوز ضعف أصغر نتيجة تم قياسها) وهو امر يمثل تحسنا ً هائلا ً على التجارب السابقة حيث كانت الإختلافات السابقة تصل إلى نحو مئة ضعف بين القياسات المختلفة. لذلك تزيل النتائج الجديدة الخلافات السابقة عن تأثير إنصهار الصوديوم على معدل انتاج الألمنيوم.
يشتهر الألمنيوم المشع Al26 بعمره القصير نسبيًا (من حيث الفيزياء الفلكية)، مقارنة بعمر النجوم ضخمة الكتلة والذي يكون حوالي تسعة عشر مليون سنة، فالمدة التي يحتاجها الألمنيوم المشع لإتمام عملية الإنحلال هى مليون سنة فقط. وهذا يعني اننا الان قادرين ان ندرك بشكل افضل حركة أشعة جاما في المجرة، والتي يتم رصدها من خلال التلسكوبات الفضائية مثل؛ INTEGRAL و COMPTEL، وبالتالي نستطيع ان نستنتج صورة أكثر دقة عن الحركة الحالية للنجوم ضخمة الكتلة في المجرة.
تقترح أدلة انحلال الألومنيوم المشع الموجودة في النيازك والحبيبات ما قبل الشمسية (pre-solar grains) ان مواد النجوم ضخمة الكتلة الملوثة للسحابة الغازية التي تكونت منها مجموعتنا الشمسية قد تزودنا بمعلومات عن تاريخه المبكر.
تقول الدكتورة أليسون ليرد، المؤلفة الرئيسية لإحدى الورقتين العلميتين من قسم الفيزياء في جامعة يورك: “يظهر هذا البحث أدلة واضحة لا شك فيها عن طريق رصد أشعة غاما الموجودة في المجرة، وتُشير تلك الأدلة إلى أن عملية الاصطناع النووي تحدث بالفعل في النجوم. وعن طريق تثبيت معدل إنتاج الألمنيوم المشع، سنكون قادرين على تفسير وفهم تلك الملاحظات”
وتضيف: “الآن، نستطيع أن نفهم بشكل أفضل العمليات الموجودة بداخل النجوم والتي تؤدي إلى إنتاج الألومنيوم المشع، ونمهد الطريق الى المزيد من الأبحاث المفصلة التي ستدرس كيف تأثر النجوم ضخمة الكتلة على مجرتنا، وعلى أصول نظامنا الشمسي”
ويقول الدكتور كريستيان دايجيت، المحاضر في الفيزياء الفلكية النووية في قسم الفيزياء في جامعة يورك والباحث الرئيسي في الورقة العلمية الثانية: “إن تلك التجربتين المستقلتين تماماً عن بعضهما البعض في المستوى التقني والتي استخدمتا طرقاً معاكسة، تعطيان بحثاً هو الأكثر وضوحاً بين الأبحاث التي أجريناها حتى الآن بالنسبة لمعدل إنتاج الألمنيوم. واعتمادًا على ذلك نستطيع الان أن نفهم بشكل أفضل أين، وكيف يتم إنتاج الألمنيوم المشع في النجوم، ونستطيع ايضاً أن نحاكي كيف تعمل النجوم بداخل المختبر”.
ويضيف: “عن طريق رصد انحلال الألمنيوم المشع بواسطة حركة أشعة غاما، نستطيع الآن أن نرسم صورة أكثر دقة بكثير جداً للظروف التي كانت موجودة حين تَكوَن نظامنا الشمسي”
ترجمة: Ziead M. Elshamy
تصميم: Bothaina Mahmoud
مصادر:
