أصبح من الممكن الآن فصل تناثر غبار المستعر الأعظم على القمر عن الأوساخ القمرية المختلط به، وذلك بفضل نموذج كمبيوتر جديد يفتح سطح القمر ككبسولة زمنية تحتوي على تفاصيل حول تاريخ انفجارات المستعرات الأعظم بالقرب من الأرض أثناء انتقال نظامنا الشمسي عبر الفضاء أثناء دورانه حول المجرة.
متى النجوم تنفجر كما سوبر نوفا، فهي تمطر الفضاء بالحطام، وبعضه على شكل المشعة النظائر التي تتحرك بسرعة عالية. تدخل بعض هذه النظائر المشعة إلى النظام الشمسي لتسقط على جميع الكواكب والأقمار بما فيها الأرض وقمرها. دراسات النظائر المشعة في رواسب أعماق البحار على الأرض، إلى جانب تلك الموجودة في عينات من الأوساخ القمرية – ما يسميه العلماء “الثرى الصخري” – أعادتها أبولو تشير البعثات الفضائية إلى ذروتين حديثتين في نشاط المستعرات الأعظم، منذ 2.3 و7.3 مليون سنة.
“أعتقد أنه من الجميل أن يتم استخدام بقايا النجوم الماضية للتنقل في تاريخنا الواسع أرض–قمر قالت عالمة الكواكب إميلي كوستيلو، من جامعة هاواي في مانوا، في مقالة: إفادة.
ومع ذلك، بسبب عملية التآكل والاندساس من خلال تكتونية الصفائح، فقد فُقدت معظم السجلات المرتبطة بالأرض لنشاط المستعرات الأعظم في جوارنا الكوني، ولا تعود السجلات الموثوقة على الأرض إلا إلى حوالي 10 ملايين سنة. لكن قمر الأرض قصة مختلفة. لأن القمر ليس له غلاف جوي، ولا يوجد تآكل بالرياح أو الأمطار، ولا توجد أي صفائح تكتونية. لذلك، يجب أن يستضيف القمر سجلًا لنشاط المستعرات الأعظم يعود إلى 80-100 مليون سنة، أو حتى لفترة أطول.
ومع ذلك، في حين أن القمر يفتقر إلى أسلوب التآكل الذي يحدث على الأرض، إلا أنه يتعرض لما يشير إليه علماء الكواكب باسم “البستنة المؤثرة”. يحدث هذا عندما تكون تأثيرات الكائنات التي يتراوح حجمها من النيازك الدقيقة المجهرية إلى حد كبير الكويكبات، يقلب الثرى ويخلطه كله بما في ذلك حطام المستعر الأعظم المشع.
من أجل حل كل هذا ومعرفة الأعماق التي تم خلط النظائر المشعة المختلفة بها، طور فريق كوستيلو نموذجًا رياضيًا يمكنه فك شفرة الكنوز الموجودة في الثرى القمري.
وقال كوستيلو: “لنمذجة البستنة المؤثرة، علينا أن نوازن بين شبكة معقدة من الآليات الفيزيائية، بما في ذلك ضغط الصدمات، والحفر، والتحلل الإشعاعي، والتجوية الفضائية، وكلها تعمل في وقت واحد ضمن نموذج متواصل واحد أنيق”.
“يتعامل نموذجنا الرياضي مع البستنة ذات التأثير القمري على أنها منافسة بين القوى التي تدفن التربة والتأثيرات التي تحفرها مرة أخرى. كما أنه يفسر التحلل الإشعاعي لبقايا النجوم أثناء رسم الخرائط بالضبط متى وأين تم تسليم غبار النجوم الجديد بواسطة المستعرات الأعظم العرضية.”
وقد تحقق فريق كوستيلو من صحة نموذجهم من خلال مقارنة توقعاته للتركيز العميق للنظائر المشعة للمستعر الأعظم مع ما هو موجود في رواسب أعماق البحار على الأرض وفي أعماق البحار. عينات أبولو.
قال كوستيلو: “عندما شاركت نتائج نموذجي لأول مرة، تفاجأ زملائي بمدى توافق النموذج والقياسات. هذا المستوى من الدقة بين الملاحظات التجريبية ونموذج الفيزياء مثير ورائع.”
تنبأ نموذجهم بدقة بملف تعريف عمق تركيز الحديد 60 الموجود في عينات حطام أبولو، بالإضافة إلى العناصر الثقيلة مثل البلوتونيوم 244، واليود 129، والهافنيوم 182، والكوريوم 247 التي دُفنت جميعها مع مرور الوقت.
ومع ذلك، فإن العلم الحقيقي سيبدأ عندما يأتي المستقبل أرتميس يعيد رواد الفضاء عينات قمرية جديدة من أعماق السطح خلال السنوات القادمة.
قال كوستيلو: “هذه العينات المستقبلية المأخوذة من القمر، عند النظر إليها جنبًا إلى جنب مع نموذج البستنة الخاص بنا، يمكن أن تكشف عن رؤى جديدة لفصل لا يوصف من تاريخ المستعرات الأعظم”. “إن فهم فيزياء خلط الثرى يضمن أنه عندما يعود رواد الفضاء في المستقبل إلى النوى الأعمق، يمكننا قراءة الطبقات المخلوطة بشكل صحيح لإعادة بناء تاريخ رحلة نظامنا الشمسي عبر galaxy“.
تم نشر النتائج في 14 أغسطس رسائل المراجعة البدنية.
