کشف رد انفجار یک ستاره باستانی در یخهای قطب جنوب
دانشمندان شواهد تازهای یافتهاند که نشان میدهد زمین در حال عبور از میان بقایای رادیواکتیو یک ستاره منفجرشده باستانی است؛ بقایایی که دهها هزار سال در فضای میانستارهای سرگردان بودهاند و اکنون رد آنها در یخهای قطب جنوب کشف شده است. پژوهشگران با بررسی نمونههای یخی بسیار قدیمی از جنوبگان موفق به شناسایی آهن-۶۰ شدند؛ ایزوتوپی نادر و رادیواکتیو که تنها در جریان انفجار ستارگان عظیم موسوم به ابرنواختر تولید میشود.
این پژوهش توسط تیمی بینالمللی به سرپرستی مرکز پژوهشی هلمهولتز درسدن روسندورف آلمان انجام شده و نتایج آن در نشریه معتبر Physical Review Letters منتشر شده است.
کشف ردپای انفجار ستارهای در یخهای قطب جنوب
به گزارش ساینس دیلی، ایزوتوپ آهن-۶۰ در هسته ستارگان بسیار پرجرم شکل میگیرد و هنگام انفجار ابرنواختری به فضای میانستارهای پرتاب میشود. دانشمندان پیشتر نیز نشانههایی از این عنصر را در لایههای زمینشناسی مربوط به میلیونها سال قبل پیدا کرده بودند؛ نشانههایی که ثابت میکرد زمین در گذشته تحت تأثیر انفجارهای ستارهای نزدیک قرار گرفته است، اما نکته عجیب این بود که در عصر کنونی هیچ ابرنواختر نزدیکی وجود ندارد که بتواند منبع مستقیم آهن-۶۰ تازه باشد. با این حال پژوهشگران اخیرا رد این عنصر را در برفهای نسبتاً جدید قطب جنوب مشاهده کردند و همین موضوع پرسشهای تازهای ایجاد کرد.
دومینیک کول از موسسه فیزیک پرتو یونی و پژوهش مواد در آلمان توضیح داد: فرضیه ما این بود که ابر میانستارهای محلی که منظومه شمسی در آن قرار دارد، حاوی آهن-۶۰ است و میتواند این ماده را برای مدتهای بسیار طولانی حفظ کند. در نتیجه هنگام حرکت منظومه شمسی در این ابر، زمین نیز این ذرات را جمعآوری میکند؛ اما در آن زمان مدرک قطعی برای اثبات این موضوع نداشتیم.
منظومه شمسی در میان ابر میانستارهای
دانشمندان معتقدند منظومه شمسی چند ده هزار سال پیش وارد ابر میانستارهای محلی شده و تا چند هزار سال آینده نیز از آن خارج خواهد شد. به گفته پژوهشگران منظومه شمسی اکنون در نزدیکی لبه این ابر قرار دارد.
برای بررسی دقیقتر تیم تحقیقاتی نمونههای یخی مربوط به ۴۰ هزار تا ۸۰ هزار سال پیش را مطالعه کرد؛ دورهای که احتمال میرود منظومه شمسی تازه وارد این ابر شده باشد. این نمونهها از پروژه حفاری یخی EPICA در قطب جنوب و توسط موسسه آلفرد وگنر تهیه شده بودند.
نتایج نشان داد میزان آهن-۶۰ موجود در آن دوره کمتر از مقدار کنونی بوده است. پژوهشگران میگویند این موضوع میتواند نشاندهنده آن باشد که منظومه شمسی پیشتر در منطقهای با غلظت کمتر آهن-۶۰ قرار داشته یا اینکه چگالی این ابر میانستارهای در بخشهای مختلف آن متفاوت است.
کول در اینباره گفت: این یافته نشان میدهد ابرهایی که منظومه شمسی را احاطه کردهاند به یک انفجار ستارهای مرتبط هستند. برای نخستین بار اکنون فرصتی داریم منشأ این ابرها را بررسی کنیم.
رد نظریههای جایگزین
پژوهشگران همچنین متوجه شدند میزان آهن-۶۰ در بازههای زمانی کوتاه کیهانی یعنی طی چند ده هزار سال تغییر محسوسی داشته است. همین موضوع باعث شد نظریههای جایگزین رد شوند؛ از جمله این فرضیه که آهن-۶۰ فقط بقایای بسیار قدیمی انفجارهای ابرنواختری میلیونها سال قبل باشد که بهتدریج در حال محوشدن هستند.
جستوجوی چند اتم در میان تریلیونها ذره
برای انجام این پژوهش حدود ۳۰۰ کیلوگرم یخ از مرکز پژوهشی آلفرد وگنر در شهر برمرهافن آلمان به درسدن منتقل شد. پس از فرآیندهای پیچیده شیمیایی تنها چند صد میلیگرم غبار باقی ماند که حاوی ذرات مورد نظر بود.
دانشمندان سپس تلاش کردند آهن-۶۰ را بدون از دست دادن حتی مقدار ناچیزی از نمونهها جدا کنند. برای اطمینان از دقت فرآیند، آنها دو ایزوتوپ دیگر به نامهای بریلیوم-۱۰ و آلومینیوم-۲۶ را نیز اندازهگیری کردند.
چون مقدار این ایزوتوپها در یخهای جنوبگان بهخوبی شناخته شده است هرگونه افت در میزان آنها میتوانست نشان دهد بخشی از مواد در فرآیند آزمایش از بین رفتهاند، اما آزمایشها هیچ نشانهای از چنین خطایی نشان نداد.
در مرحله نهایی اندازهگیریها در مرکز شتابدهنده یونی دانشگاه ملی استرالیا انجام شد؛ تنها مرکزی در جهان که توانایی شناسایی چنین مقادیر فوقالعاده اندکی از آهن-۶۰ را دارد. در این آزمایش فیلترهای الکتریکی و مغناطیسی میلیاردها اتم اضافی را حذف کردند تا در نهایت تنها چند اتم آهن-۶۰ باقی بماند.
آنابل رولوفس از دانشگاه بن این فرآیند را اینگونه توصیف کرد: مثل این است که بخواهید در میان ۵۰ هزار ورزشگاه فوتبال پر از کاه، یک سوزن پیدا کنید؛ و دستگاه این کار را تنها در یک ساعت انجام میدهد.
پژوهشگران اکنون قصد دارند هستههای یخی قدیمیتری را بررسی کنند؛ یخهایی که پیش از ورود منظومه شمسی به ابر میانستارهای محلی شکل گرفتهاند. این مطالعات میتواند اطلاعات بیسابقهای درباره تاریخچه انفجارهای ستارهای اطراف منظومه شمسی و محیط کیهانی اطراف زمین ارائه دهد.
انتهای پیام/
