اكتشاف غير مسبوق في النيزك يتحدى النماذج الفيزيائية الفلكية

اكتشف العلماء جسيمًا نيزكيًا يحتوي على نسبة نظائر مغنيسيوم غير مسبوقة، مما يشير إلى أصله من مستعر أعظم يحترق بالهيدروجين.

اكتشف البحث جسيمًا نادرًا من الغبار محصورًا في نيزك قديم خارج كوكب الأرض، تشكل بواسطة نجم آخر غير شمسنا.

تم هذا الاكتشاف من قبل المؤلفة الرئيسية الدكتورة نيكول نيفيل وزملاؤها أثناء دراستها للدكتوراه في جامعة كيرتن، والتي تعمل الآن في معهد علوم القمر والكواكب بالتعاون مع ناسامركز جونسون للفضاء.

النيازك والحبوب ما قبل الشمس

تتكون النيازك في الغالب من مواد تشكلت في نظامنا الشمسي ويمكن أن تحتوي أيضًا على جزيئات صغيرة تنشأ من النجوم التي ولدت قبل شمسنا بوقت طويل.

تم العثور على أدلة على أن هذه الجسيمات، المعروفة باسم حبيبات ما قبل الشمس، هي بقايا من نجوم أخرى من خلال تحليل الأنواع المختلفة من العناصر الموجودة بداخلها.

تقنيات تحليلية مبتكرة

استخدم الدكتور نيفيل تقنية تسمى ذرة التصوير المقطعي بالمسبار لتحليل الجسيمات وإعادة بناء الكيمياء على المستوى الذري، والوصول إلى المعلومات المخفية بداخلها.

وقال الدكتور نيفيل: «إن هذه الجسيمات تشبه كبسولات زمنية سماوية، توفر لمحة سريعة عن حياة نجمها الأم».

“المواد التي تم إنشاؤها في نظامنا الشمسي لها نسب يمكن التنبؤ بها من النظائر – أنواع مختلفة من العناصر بأعداد مختلفة من النيوترونات. يحتوي الجسيم الذي قمنا بتحليله على نسبة من نظائر المغنيسيوم تختلف عن أي شيء في نظامنا الشمسي.

“كانت النتائج خارج المخططات حرفيًا. كانت النسبة النظائرية الأكثر تطرفًا للمغنيسيوم من الدراسات السابقة لحبوب ما قبل الشمس حوالي 1200. تبلغ قيمة الحبوب في دراستنا 3025، وهي أعلى قيمة تم اكتشافها على الإطلاق.

“لا يمكن تفسير هذه النسبة النظائرية العالية بشكل استثنائي إلا من خلال التكوين في نوع من النجوم تم اكتشافه مؤخرًا – مستعر أعظم يحترق الهيدروجين.”

اختراقات في الفيزياء الفلكية

وقال المؤلف المشارك الدكتور ديفيد ساكسي، من مركز جون دي ليتر في كيرتن، إن البحث يفتح آفاقا جديدة في كيفية فهمنا للكون، ويدفع حدود كل من التقنيات التحليلية والنماذج الفيزيائية الفلكية.

وقال الدكتور ساكسي: “لقد أعطانا مسبار الذرة مستوى كاملاً من التفاصيل التي لم نتمكن من الوصول إليها في الدراسات السابقة”.

“المستعر الأعظم الذي يحترق بالهيدروجين هو نوع من النجوم لم يتم اكتشافه إلا مؤخرًا، في نفس الوقت تقريبًا الذي كنا نقوم فيه بتحليل جسيم الغبار الصغير. إن استخدام المسبار الذري في هذه الدراسة يمنحنا مستوى جديدًا من التفاصيل يساعدنا على فهم كيفية تشكل هذه النجوم.

ربط النتائج المخبرية بالظواهر الكونية

وقال المؤلف المشارك البروفيسور فيل بلاند، من كلية كيرتن لعلوم الأرض والكواكب، إن الاكتشافات الجديدة من دراسة الجسيمات النادرة في النيازك تمكننا من الحصول على نظرة ثاقبة للأحداث الكونية خارج نظامنا الشمسي.

“إنه لأمر مدهش ببساطة أن نكون قادرين على ربط قياسات النطاق الذري في المختبر بنوع من النجوم تم اكتشافه مؤخرًا.”

البحث بعنوان “العنصر الذري والتحقيق النظائري ²⁵غبار النجوم الغني بالمغنيسيوم من المستعر الأعظم المحترق بـ H. تم نشره في مجلة الفيزياء الفلكية.

المرجع: “عنصر المقياس الذري والتحقيق النظائري ²⁵“Mg-rich Stardust from an H-burning Supernova” من تأليف ND Nevill وPA Bland وDW Saxey وWDA Rickard وP. Guagliardo وNE Timms وLV Forman وL. Daly وSM Reddy، 28 مارس 2024، مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847/1538-4357/ad2996