چه زمانی بذر اولیه منظومه شمسی شکل گرفت؟


بیگ بنگ: اخترشناسان به دنبال بقایایِ برخورد ستاره‌های نوترونی هستند که باعث شد فلزات ارزشمند در زمین پدید آیند. وقتی ستاره‌های نوترونی با هم ادغام می‌شوند، طیف وسیعی از عناصر با عمر کوتاه را به محیط پیرامون خود پرتاب می‌کنند و این مواد به بخشی از منظومه‌های ستاره‌ای که بعدها به وجود می‌آیند، تبدیل می‌شوند.

bVKYnTXMGLKmcMmHmJVxN
یک تصویر هنری از آماده شدنِ ستاره‌های نوترونی برای برخورد با یکدیگر

به گزارش بیگ بنگ، اکنون دانشمندان در تلاش‌ هستند تا ادغامی را بررسی کنند که زمینه‌های پیدایش منظومه شمسی ما را فراهم نموده است. این کار با بررسی عناصرِ تولید شده توسط موادِ اصلیِ در حال تجزیه انجام می‌شود. لذا دانشمندان با توجه به تحقیق حاضر بر این باورند که ادغام مذکور ۱۰۰ میلیون سال قبل از پیدایش منظومه شمسی و در فاصله ۱۰۰۰ سال نوری از آن به وقوع پیوسته است.

«شابوکس مارکا» دانشمند و فیزیکدان در دانشگاه کلمبیا در مصاحبه با وبسایت «Space.com» بیان کرد: «خیلی نزدیک بود. اگر به آسمان بنگرید و ادغام ستاره‌های نوترونی را در فاصله ۱۰۰۰ سال نوری با زمین ببینید، کل آسمان شب می‌درخشد.» مارکا و همکارش «امره بارتوش» اخترفیزیکدان در دانشگاه فلوریدا از شهاب‌سنگ‌های بر جای مانده از پیدایش منظومه شمسی برای ردیابی این برخورد عظیم استفاده کردند. آنها ایزوتوپ‌های موجود در این سنگ‌ها را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.

محققان در ابتدا کمّیت ایزوتوپ‌های رادیواکتیو در منظومه شمسیِ جوان را محاسبه کردند؛ سپس اندازه‌گیری‌های خود را با مقدار ایزوتوپ‌های تولید شده در اثر ادغام ستاره‌های نوترونی را مقایسه کردند.

ادغام ستاره‌های نوترونی ما

عناصر سنگینِ جهان از قبیل طلا، پلاتین و پلوتونیوم زمانی به وجود می‌آیند که نوترون‌ها اتم‌های موجود را بمباران کنند. در طی چنین برخوردهایی، یک ستاره خنثی می‌تواند الکترون‌هایی با بار منفی منتشر سازد؛ که تبدیل به پروتونی به بار مثبت شده و هویت اتم را تغییر می‌دهد. این فرایند که با عنوانِ «دریافت سریع نوترونی» شناخته می‌شود، تنها در طی قدرتمندترین انفجارها به وقوع می‌پیوندد؛ انفجارهایی مثل ابرنواخترها و ادغام ستاره‌های نوترونی.

esoaاما دانشمندان بر سرِ این موضوع همچنان به بحث می‌پردازند که کدام یک از این انفجارهای قدرتمند باعث شده طیف وسیعی از عناصر سنگین در جهان به وجود بیایند. در همین راستا، مارکا و بارتوش به شهاب‌سنگ‌های باستانی روی آورده‌اند تا این مسئله را درک نمایند که چه نوع رویدادهایی باعث شد بذرِ منظومه شمسی جوان در کیهان پاشیده شود. درون سنگ‌هایِ به جای مانده از منظومه شمسیِ جوانِ ما، موادی را می‌توان یافت که حاصل یک انفجار عظیم هستند. اگرچه این عناصر اولیه رادیواکتیو بوده و سریعاً تجزیه شده‌اند، اما نشانه‌هایی از خودشان در گذشته بر جای گذاشته‌اند.

همچنان‌که رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری موسوم به لایگو(LIGO) در تلاش است تا ادغام بالقوه ستاره‌های نوترونی را شناسایی کند، دانشمندان هم از مشاهدات این رصدخانه استفاده می‌کنند تا مهم‌ترین عواملِ دخیل در موادِ ایجاد شده در نزدیکیِ رویداد ادغام را مورد شناسایی قرار بدهند. در مطالعات گذشته این برآورد مطرح شد که ابرنواخترها هر ۵۰ سال یک بار در کهکشان راه شیری به وقوع می‌پیوندند. مشاهدات جدید رصدخانه لایگو نشان می‌دهد که ادغام ستاره‌های نوترونی به ندرت اتفاق می‌افتد؛ مثلاً تقریباً هر صدهزار سال یک بار. میزانِ عناصر سنگینِ موجود در منظومه شمسی نشان داد که این عناصر از یک ادغام ستاره نوترونی در نزدیکی منظومه شمسی نشات می‌گیرند.

با توجه به این یافته، مارکا افزود: «هر ایزوتوپ مثل ساعت‌نگهداری است که در زمان انفجار شروع می‌شود. ما با مطالعه میزان هر ایزوتوپ باقی مانده از زمانی که مواد دریافت شد، قدمت برخورد را تعیین کردیم؛ برخوردی که منظومه شمسی را تحت تاثیر خودش قرار داد. فقط یک نقطه در زمان وجود دارد که همه این رویدادها با یکدیگر همخوانی دارند. این دوران به حدود ۱۰۰ میلیون سال پیش از شکل‌گیریِ منظومه شمسی باز می‌گردد. البته این زمان مثل چشم به هم زدنی در مقیاس کیهانی به حساب می‌آید. ما محاسبه کردیم که ستاره‌ها در چه فاصله‌ای نسبت به ما با یکدیگر برخورد کردند و به ۱۰۰۰ سال نوری رسیدیم.»

محققان کماکان نمی‌دانند که این عناصر سنگین در چه جهتی وارد منطقه شدند که بعدها به منظومه شمسیِ ما تبدیل گشت؛ این اکتشاف از دید نظری این امکان را به دانشمندان می‌دهد تا بقایایِ برخورد را ردیابی نمایند. مشکل اینجاست که خورشید از زمانی که ۴.۵ میلیارد سال پیش پدید آمد، آرام سر جای خود ننشسته است. بلکه، به دور کهکشان راه شیری نیز می‌چرخد. خورشید در طی مسیرش، ستاره‌هایی را بر جای گذاشته که در خوشه یکسانی باعث به وجود آمدن ستاره‌هایی شد. جستجوی اخترشناسان برای شکار این ستاره‌ها بی‌نتیجه باقی مانده است. مارکا ابراز امیدواری کرد که محققان یک روز موفق به یافتن این ستاره‌های خویشاوند و بقایای ادغام ستاره‌های نوترونی خواهند شد؛ بقایایی که سرانجام به شکل‌گیریِ منظومه شمسی ختم شده است. بر اساس گفته مارکا، این رویداد که بتازگی کشف شده، در نزدیکی محل سکونت ما به وقوع پیوسته است.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: space.com

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *