به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، دانشمندان ناسا بر اساس مشاهدات رصدخانه اشعه ایکس چاندرا از بقایای ابرنواختری موسوم به "کاسیوپیا ای" (Cas A) که در فاصله ۱۱ هزار سال نوری از زمین قرار دارد، قطعاتی از انفجار تیتانیوم پیدا کرده‌اند که می‌تواند گامی مهم در تعیین دقیق نحوه انفجار بعضی از ستارگان غول‌پیکر محسوب شود. Cas A یکی از جوان‌ترین بقایای ابرنواختری شناخته شده است که حدود ۳۵۰ سال دارد.
سال‌ها است که دانشمندان تلاش می‌کنند چگونگی انفجار ستاره‌های پر جرم (با جرمی بیش از ۱۰ برابر خورشید) را پس از پایان حیات آنها درک کنند و یافته‌های حاضر سرنخ‌های جدید و ارزشمندی در اختیار آنها قرار داده است. آنها بر این باورند که بخش عمده‌ای از تیتانیومی که در زندگی روزمره مورد استفاده بشر قرار می‌گیرد به دنبال انفجار ستاره‌های عظیم تولید می‌شوند.
زمانی که منبع انرژی هسته یک ستاره عظیم تمام می‌شود، مرکز آن تحت نیروی جاذبه فرو می‌ریزد و یا یک هسته ستاره‌ای متراکم به نام ستاره نوترونی یا به احتمال کمتر، یک سیاه‌چاله به وجود می‌آید. گرمای ناشی از این واقعه عظیم یک موج شوک شبیه به انفجار صوتی ایجاد می‌کند که از طریق دیگر ستارگان محکوم به نابودی به بیرون پرتاب می‌شوند و با توجه به واکنش‌های هسته‌ای، عناصر جدید تولید می‌کنند. با این حال در بسیاری از مدل‌های رایانه‌ای در بازسازی این فرآیند، انرژی به سرعت از دست می‌رود، حرکت موج شوک به سمت بیرون متوقف می‌شود و از انفجار ابرنواختری جلوگیری می‌کند.
شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای سه‌بعدی اخیر حاکی است که نوترینوهای ساخته شده در ایجاد ستاره نوترونی، نقشی اساسی در رانش حباب‌هایی دارند که از این ستاره‌ها دور می‌شوند. نوترینوها ذرات زیر اتمی خنثی با جرم بسیار کم هستند که تحت تأثیر نیروهای الکترومغناطیسی قرار نمی‌گیرند، معمولاً سرعتی معادل با سرعت نور دارند و قادر هستند بدون ایجاد هیچ‌گونه بر هم کنش از درون مواد عبور کنند. با مطالعه جدید انجام شده روی Cas A، این تیم شواهد قدرتمندی را برای اثبات وجود چنین انفجاری که ناشی از نوترینوها است، به دست آوردند و حباب‌های مذکور به منظور تحریک انفجارات ابرنواختری به جلو حرکت کردند.
در گذشته امکان دیدن این حباب‌ها وجود نداشت، اما تصاویر فوق‌العاده واضح و باکیفیت چاندرا این امکان را فراهم کرد که باعث برداشته شدن گامی مهم در حل مسئله چگونگی انفجار ستارگان به عنوان ابرنواختر محسوب می‌شود. با استفاده از داده‌های چاندرا، دانشمندان دریافتند ساختارهای انگشتی شکلی که از محل انفجار دور می‌شوند، علاوه بر آهن که قبلاً توسط چاندرا کشف شده بود، حاوی تیتانیوم و کروم نیز هستند. شرایطی هم‌چون چگالی و دما که برای ایجاد این عناصر در واکنش‌های هسته‌ای مورد نیاز است، با حباب‌هایی که در شبیه‌سازی‌ها منجر به انفجار می‌شوند مطابقت دارند.
هنگامی که ابرنواختر شکل می‌گیرد، قطعات تیتانیوم در اعماق ستاره عظیم ایجاد می‌شود. این قطعات به سطح ستاره عظیم نفوذ کرده و لبه‌های بقایای ابرنواختر Cas A را تشکیل می‌دهند. تیتانیومی که به کمک این شبیه‌سازی‌ها پیش‌بینی شده و توسط چاندرا در Cas A کشف شد، نوعی ایزوتوپ پایدار از عنصر است، به این معنی که تعداد نوترون‌های حاوی اتم‌های آن با رادیواکتیویته به عنصر سبک‌تر و متفاوت دیگری تبدیل نمی‌شود. پیش از این اخترشناسان برای کشف ایزوتوپ ناپایدار تیتانیوم در نقاط گوناگون Cas A از تلسکوپ NuSTAR استفاده کردند. هر ۶۰ سال حدود نیمی از این ایزوتوپ تیتانیوم به اسکاندیم و سپس کلسیم تبدیل می‌شود.
در این مطالعه اخترشناسان از بیش از یک میلیون و نیم ثانیه یا بیش از ۱۸ روز از زمان بازدید چاندرا از ابرنواختر Cas A بین سال‌های ۲۰۰۰ و ۲۰۱۸ استفاده کرده و دریافتند مقدار تیتانیوم پایدار تولید شده در Cas A بیش از جرم کل زمین است. این نتایج از ایده انفجار مبتنی بر نوترینو برای توضیح حداقل بعضی از ابرنواخترها به شدت پشتیبانی می‌کند و می‌تواند مهم‌ترین نتیجه مشاهده شده‌ای باشد که از زمان تشخیص نوترینوها از ابرنواختر A1987، نقش نوترینوها را در انفجار ستارگان عظیم بررسی می‌کند.
نظر شما