غزال زیاری – همان حلقه طلا یا پلاتینی که روی انگشت شماست، رازی را در دل خود پنهان دارد که شاید معمای یک کهکشان بزرگ باشد.سالهاست که محققان در تلاشند تا دریابند که این عناصر یا فلزات سنگین از کجا آمدهاند و منشا تشکیل آنها کجاست؟
این سوال در مورد فلزات و عناصر سبکتر – عناصر جدول از هلیوم (با دو پروتون در هر اتم) تا آهن (با26 پروتون در هر هسته)- مطرح نیست؛ چرا که جواب این سوال راحتتر به دست میآید و مشخص است که اکثر این عناصر، در داخل ستارهها شکل گرفتهاند؛ اما دانش ما در مورد نحوه تشکیل عناصر بالاتر از آهن در جدول مندلیوف، با ابهاماتی روبروست.
مثلا طلا که در هر اتم، 79 پروتون دارد، نمیتواند اینگونه ساخته شود. همین قضیه شامل عناصری مثل پلاتین، زنون، رادون و بسیاری دیگر از عناصر نایاب در کره زمین نیز میشود.
فلزات سنگین چطور به زمین رسیدهاند؟
برای دههها، دانشمندان در مورد اینکه این فلزات سنگین از کجا آمدهاند و چطور به کره زمین رسیدهاند، نظریههایی را مطرح کردهاند. ایده اصلی این بود که یک اتفاق در پی یک رویداد کیهانی بسیار خشن، مثل برخورد بین دو ستاره نوترونی رخ داده.
تا همین اواخر، این نظریه در حد یک تئوری بود؛ ولی چند سال پیش، هنگامی که دانشمندان امواج گرانشی چنین برخوردی را شناسایی کردند و نوری را در همان زمان دیدند، اوضاع تغییر کرد.
این نور، نشانههای شیمیایی این عناصر سنگین را در خود نگه میدارد. این نور از اولین شواهد در مورد این تئوری که این فلزات سنگین از کجا آمدهاند، حمایت میکند. همچنین به دانشمندان کمک کرد تا به برخی جزئیات در مورد نحوه عملکرد این فرآیند پی ببرند.
ستارههای نوترونی
ستارههای نوترونی، متراکمترین و چگالترین چیز در جهان هستی بعد از سیاهچالهها هستند. این ستارههای نوترونی وقتی ستارههای سنگین میمیرند و هستههایشان فرو میریزد، متولد میشوند. فشار گرانشی باورنکردنی، اتمها را به هم میکوبد و پروتونها و الکترونها با هم برخورد کرده و همه این فعل و انفعالات باعث میشود تا ستارهای کاملا از نوترونها تشکیل شود.
در موارد نادر، وقتی دو ستاره نوترونی به هم برخورد میکنند، انفجار دما و فشار حیرتانگیزی رخ میدهد. در عین حال مقدار زیادی نوترون آزاد به بیرون پمپاژ میشود؛ تا حدی که یک گرم نوترون در هر سانتیمتر مکعب در فضا میریزد.
این شرایط نادر آن چیزی که فرآیند جذب نوترون سریع نامیده میشود را شعلهور میکند. این اتفاق به صورت خلاصه، “فرآیند R ” نامیده میشود.
همهچیز با یک هسته بذر، مثل آهن شروع میشود. هسته آهن با 26 پروتون و حدود 30 نوترون شروع میشود. اما هسته در جریان فرآیند R، به سرعت نوترونهای بیشتری را در عرض چند میلیثانیه به خود جذب میکند. هسته جدید، به شدت ناپایدار است و دلیل آن هم ناپایداری نوترونهایش است. پس بعضی از این نوترونها، به پروتون تبدیل می شوند. نتیجه این فرآیند سریع و پیچیده، تولید شکل جدیدی از ماده خواهد بود.
تصور کنید که همان تکه طلایی که روی انگشت شماست، هر تکه جزئی از آن در یک فاجعه کیهانی ایجاد شده و نتیجه خشنترین و قدرتمندترین نیروهای هستی است.
حالا و با این تحقیقات، یک معمای بزرگ کیهانی در مسیر حل شدن قرار دارد و یک تکه کوچک از جهان هستی، در قالب یک انگشتر طلا، روی انگشت شما خودنمایی میکند.
منبع: Scientific american
5858
