זיהוי ראשון אי-פעם של יסוד כבד שנוצר בעקבות התנגשות של כוכבי נויטרונים

סטרונציום שנוצר זה עתה, יסוד המשמש בזיקוקי דינור, התגלה בחלל, לראשונה אי-פעם, בעקבות תצפיות שנערכו על ידי הטלסקופ ESO

בזכות ניתוח מחדש של הנתונים משנת 2017 של אירוע המיזוג, זיהינו כעת חתימה של יסוד כבד אחד מוגדר בתוך כדור אש זה, היסוד סטרונציום, מה שמוכיח כי התנגשות של כוכבי נויטרונים גרמה ליצירה של יסוד זה ביקום. איור: ESO
בזכות ניתוח מחדש של הנתונים משנת 2017 של אירוע המיזוג, זיהינו כעת חתימה של יסוד כבד אחד מוגדר בתוך כדור אש זה, היסוד סטרונציום, מה שמוכיח כי התנגשות של כוכבי נויטרונים גרמה ליצירה של יסוד זה ביקום. איור: ESO

[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]

לראשונה אי-פעם, יסוד כבד שנוצר זה עתה, סטרונציום, אותר בחלל, בעקבות מיזוג של שני כוכבי נויטרונים. ממצא זה התגלה בזכות הספקטוגרף הנמצא על גבי הטלסקופ VLT ופורסם זה עתה בכתב העת Nature.

החשיפה הזו מאששת את ההשערה כי יסודות כבדים הקיימים ביקום נוצרו בעקבות מיזוג של כוכבי נויטרונים, ממצא המהווה את חלק התצרף החסר בתחום ההיווצרות של יסודות כימיים. בשנת 2017, בעקבות הגילוי של גלי כבידה העוברים דרך כדור הארץ על מצפי LIGO ו-VIRGO, מצפה הכוכבים ESO  (המצפה האירופי הדרומי בצ'ילה) הפנה את הטלסקופים שלו בצ'ילה לעבר מקור הגילוי: מיזוג של כוכב נויטרון הקרוי בשם GW170817. אסטרונומים סבורים כי אם אכן יסודות כבדים נוצרו בעקבות התנגשויות של כוכבי נויטרונים, הרי שניתן יהיה לגלות חתימות של יסודות אלו בתוך קילונובה, אותה פליטה של קרן אור הנובעת מהפיצוץ הנוצר לאחר מיזוג כזה. ואכן, זה בדיוק מה שצוות של חוקרים אירופאים ביצע כעת, תוך שימוש בנתונים שהתקבלו מטלסקופ הנמצא במצפה הכוכבים ESO.

בעקבות המיזוג של GW170817, צי הטלסקופים במצפה כוכבים זה החל לנטר את אותות הפיצוץ במסגרת טווח נרחב של אורכי גל. בעיקרו של דבר, הטלסקופים ניטרו סדרות של ספקטרום בטווח אורכי הגל שבין תחום העל-סגול לתחום האינפרא אדום הקרוב. ניתוח ראשוני של אורכי גל אלו רמז על נוכחותם של יסודות כבדים בקילונובה, אולם אסטרונומים לא הצליחו לזהות יסודות מוגדרים, עד עתה. "בזכות ניתוח מחדש של הנתונים משנת 2017 של אירוע המיזוג, זיהינו כעת חתימה של יסוד כבד אחד מוגדר בתוך כדור אש זה, היסוד סטרונציום, מה שמוכיח כי התנגשות של כוכבי נויטרונים גרמה ליצירה של יסוד זה ביקום," אומר הכותב הראשי של המאמר Darach Watson מאוניברסיטת קופנהגן שבדנמרק. על פני כדור הארץ, סטרונציום נמצא בטבע בקרקע והוא קיים בריכוזים גבוהים יותר במספר מינרלים. המלחים שלו משמשים ליצירת זיקוקים בצבע אדום מבריק.

אסטרונומים מכירים היטב את התהליכים הפיזיקליים המביאים ליצירה של היסודות הכימיים עוד משנות החמישים. במהלך העשורים שלאחר מכן החוקרים חשפו את המיקומים הקוסמיים המהווים את המקורות של כל אחד מגרעיני היסודות הכבדים הללו, למעט אחד. "זהו השלב האחרון במרדף שנמשך עשורים שמטרתו לקבוע את מוצאם של היסודות", אומר החוקר הראשי. "אנו יודעים כעת שהתהליכים שהובילו ליצירה של היסודות התרחשו ברובם בכוכבים רגילים, בעקבות פיצוצי סופרנובה או בשכבות החיצוניות של כוכבים עתיקים. אולם, עד היום לא ידענו מהו המיקום המדויק של התהליך הסופי, החבוי, המכונה בשם 'לכידת נויטרון מהירה', התהליך שגרם להיווצרותם של היסודות הכבדים יותר בטבלה המחזורית". לכידת נויטרון מהירה הוא תהליך שבמסגרתו גרעינים אטומיים לוכדים נויטרונים במהירות מספיק גבוהה המאפשרת את היווצרותם של יסודות כבדים מאוד. הגם שיסודות רבים נוצרים בליבות של הכוכבים, ההיווצרות של יסודות כבדים מהיסוד ברזל, כגון סטרונציום, דורשת סביבה חמה עוד יותר הגדושה בכמות גדולה של נויטרונים חופשיים. לכידת נויטרון מהירה מתרחשת רק בסביבות קיצוניות בהן אטומים מופצצים על ידי כמות ניכרת של נויטרונים.

"זוהי הפעם הראשונה שאנו יכולים לקשור ישירות חומר שנוצר זה עתה דרך לכידת נויטרון למיזוג של כוכבי נויטרונים, ממצא המאשש את העובדה כי כוכבי נויטרונים מורכבים מנויטרונים תוך קישור התהליך שהיה במחלוקת למיזוגים כגון אלו," אומר החוקר הראשי. חוקרים מתחילים להבין טוב יותר רק כעת מיזוגים של כוכבי נויטרונים וקילונובה. בשל ההבנה המוגבלת של תופעה חדשה זו ומורכבויות אחרות שהיו אצורים בנתונים שהטלסקופים סיפקו בעקבות הפיצוץ, אסטרונומים לא הצליחו לזהות יסודות מוגדרים, עד עתה. "למעשה, סברנו שאנו כנראה צופים בסטרונציום די מהר לאחר האירוע. אולם, להוכיח כי אכן זה כך היווה אתגר לא קטן. קושי זה נבע מהידע המאוד בלתי שלם שלנו אודות הספקטרום של היסודות הכבדים יותר בטבלה המחזורית," מסביר החוקר הראשי.

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

2 תגובות

  1. רוב הדברים המופיעים באתרי מדע נראים כמדע בדיוני מפני שכרגע לא ניתן להסביר או להוכיח אותו. לא כדאי לחזור להיסטוריה ולהוכיח שדברים שהיו מדע בדיוני הוכחו כנכונים. אבל טוב שיש ספקנים שבסופו של דבר ייאלצו להודות שהכל נכון

  2. נראהלי שזהו מדע בדיוני המבוסס על השערות שאיש בסופו לא הוכיח את נכונותן ואיש לא הוכיח את ההיפך מהן .

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן