ملخصات الأبحاث

النجوم المنهارة كمصدر رئيسي لعناصر العملية «آر»

D.M. Siegel et al
  • Published online:

من المتوقع – من الناحية النظرية – إنتاج عناصر عن طريق عملية الالتقاط السريع للنيوترونات (العملية «آر»    r-process) خلال أحداث اندماج النجوم النيوترونية، وتدعم هذا التوقع أرصادٌ التُقطت باستخدام وسائل متعددة لحدثّ موجات الجاذبية GW170817؛ إذ يعتبر مسار الإنتاج هذا كافيًا - من حيث المبدأ - لتفسير مصدر معظم عناصر العملية «آر» الموجودة في الكون.

لكن حدَّد تحليل مستعر ماكرو الذي رافق حدث GW170817 تدفقات متأخّرة منبعثة من قرص مزوِّد متبقٍ تكوَّن حول الثقب الأسود حديث النشأة، كمصدر رئيسي للمواد الثقيلة المنبعثة من ذلك الحدث في العملية «آر». ومن المتوقع أن تتكون أقراص مزوِّدة مماثلة في النجوم المنهارة (في انهيارات النجوم الضخمة سريعة الدوران المحفزة للمستعرات العظمى)، والتي تكهّن العلماء سابقًا بأنها تُنتج عناصر العملية «آر». وتتَّسق بيانات الأرصاد الحديثة للنجوم الغنية بمثل هذه العناصر في المجرّة القزمة «ريتيكيولوم 2» Reticulum II، وكذلك الثراء الكيميائي للمجرّة بعنصر اليوروبيوم بالنسبة إلى الحديد على مدى نطاقات زمنية أطول، مع حدوث مستعرات عظمى نادرة على مستوى النجوم ذات المعدنية المنخفضة، أكثر مما تتسق مع حدوث اندماجات نجوم نيوترونية.

في البحث المنشور، يقدِّم الباحثون عمليات محاكاة توضِّح أن الأقراص المزوِّدة للنجوم المنهارة تنتج ما يكفي من عناصر العملية «آر»؛ لتفسير نسب وفرة هذه العناصر المرصودة في الكون. فعلى الرغم من أن حدوث هذه المستعرات العظمى أكثر ندرة من أحداث اندماج النجوم النيوترونية، فإن الكمية الأكبر من المادة المنبعثة في كل حدث من أحداث المستعرات العظمى تعوض عن معدل حدوثها الأكثر انخفاضًا. ويقدِّر الباحثون أن النجوم المنهارة قد تمثل مصدرًا لأكثر من 80% من محتوى العملية «آر» في الكون.