وجد العلماء غبار النجوم محصوراً في جليد القطب الجنوبي. ماذا يمكن أن يخبرنا عن نظامنا الشمسي؟

تم العثور على بقايا غبار النجوم المشعة الناتجة عن الانفجارات النجمية محاصرة في الجليد في القارة القطبية الجنوبية. وجد الباحثون في دراسة جديدة أن هذه البقايا الكونية تعمل بمثابة أدلة تساعد في كشف تاريخ نظامنا الشمسي.

نجد في جميع أنحاء الكون سحبًا هائلة بين النجوم من الغاز والغبار والبلازما تقع بين النجوم. يمر نظامنا الشمسي حاليًا عبر مثل هذه السحابة، المعروفة باسم السحابة البينجمية المحلية، الملقبة بـ “الزغب المحلي”. يمكن لهذه السحب أن تتراكم المادة أثناء طفوها عبر الكون، ويمكن أن تنتهي هذه المادة في بعض الأحيان على الأرض أثناء مرور كوكبنا عبر الزغب المحلي. وفي دراسة جديدة لبعض هذه المادة، وجد الباحثون منتجًا ثانويًا للمستعرات الأعظم القديمة، وهو نظير حديد مشع يُعرف باسم الحديد 60 (60Fe)، والذي ظل عالقًا في السحابة وانتهى به الأمر مطمورًا في جليد القطب الجنوبي.

“لقد وجدنا سوبر نوفا“أنتجت 60Fe في جليد القطب الجنوبي”، قال المؤلف الرئيسي دومينيك كول، من معهد فيزياء الشعاع الأيوني وأبحاث المواد في HZDR، لموقع Space.com. “إذا كان هناك 60Fe متكثفًا في جزيئات الغبار (غبار النجوم)، فيمكن لهذا الغبار اختراق درع الغلاف الجوي النظام الشمسي وينتهي به الأمر على الأرض”.

إذًا، كيف عرف الباحثون أن نظير الحديد هذا الموجود في جليد القطب الجنوبي كان يتنقل على سحابة بين النجوم نتيجة انفجار نجمي قديم؟

وفي عام 2019، كان كول جزءًا من فريق بحث اكتشف ذرات 60Fe في ثلوج القطب الجنوبي. وأضاف: “لم نكن نعرف من أين أتت”. “لذا واصلنا العمل على تتبع التدفق مرة أخرى… وحصلنا على إجابة مفادها أن الأمر مرتبط بالسحابة المحلية بين النجوم.”

وقام الفريق بتحليل أكثر من 661 رطلاً (300 كيلوغرام) من عينات الجليد من القارة القطبية الجنوبية والتي يعود تاريخها إلى ما بين 40 ألف إلى 80 ألف عام. هذا هو الإطار الزمني الذي يشتبه الفريق خلاله في حدوث المستعر الأعظم، حيث يتم تفجير المادة في الفضاء ليتم دمجها في السحابة. بعد ذوبان الجليد ومعالجته كيميائيًا ومن ثم استخدام تقنية تُعرف باسم قياس الطيف الكتلي المسرع، والتي تعمل بشكل أساسي على تسريع الأيونات، مما يسمح للباحثين بفصل النظائر عن بعضها البعض، تمكنوا من النظر إلى الذرات الفردية لهذا النظير وإحصائها في عيناتهم.

وقال كول: “لقد بحثنا عن ذرات منفردة من النظير المشع 60Fe”. “هذا النظير هو بصمة للانفجار النجوم. كانت فرضيتنا هي أن 60Fe قد يكون داخل السحابة البينجمية المحلية إذا نشأت من انفجارات نجمية (وهو ما افترضه واضعو النماذج).”

قارن الفريق كمية نظير الحديد الذي وجدوه في الثلوج الحديثة مع الكمية الموجودة في هذا الجليد القديم الذي تم أخذ عينات منه حديثًا. ووجدوا كمية أقل من 60Fe في العينات الأقدم بكثير، مما يشير إلى وصول كمية أقل من الحديد 60 أرض منذ ما بين 40.000 إلى 80.000 سنة عما كانت عليه في الآونة الأخيرة.

وقال كول: “تشير هذه النتيجة إلى أن كميات أقل من الغبار بين النجوم كانت تصل إلى الأرض خلال تلك الفترة”. “هذا تغيير ملحوظ على نطاق زمني فيزيائي فلكي قصير نسبيًا ولا يتناسب مع الجداول الزمنية الطويلة لرواسب الحديد 60 التي هبطت هنا منذ ملايين السنين. وبدلاً من ذلك، كنا بحاجة إلى البحث عن مصدر أصغر وأكثر محلية للنظائر”.

وهذا المصدر الغامض؟ يعتقد هؤلاء الباحثون أنه على الأرجح حدث انفجار نجمي في منطقة السحابة البينجمية المحلية

“وهذا يعني أن السحب المحيطة بالنظام الشمسي مرتبطة بانفجار نجمي”، كما يقول كول قال في بيان. “وللمرة الأولى، يمنحنا هذا الفرصة للتحقيق في أصل هذه السحب.”

لقد كان نظامنا الشمسي يسافر عبر السحابة البينجمية المحلية لمدة تتراوح بين 40.000 و124.000 سنة، وقد اقترح الباحثون، على الرغم من أنه لن يستغرق الأمر سوى بضعة آلاف من السنين حتى ننتهي.

ويهدف هذا الفريق إلى إجراء المزيد من التحقيقات لتأكيد نتائجهم وتوسيعها من خلال دراسة عينات الجليد من زمن أبعد، إلى وقت قبل أن يبدأ النظام الشمسي بالسفر عبر هذه السحابة.

وقد تم وصف هذا العمل في الدراسة تم النشر في 13 مايو في المجلة رسائل المراجعة الفيزيائية.