العناصر المشعة الخامدة المكتشفة في النيازك الكوندريتية

ما هي أهمية العناصر المشعة الخامدة المكتشفة في النيازك الكوندريتية؟

قام العالم رينولدز في عام 1962 باكتشاف فائض من عنصر مشع (X129) قياسياً بتركيب النيازك الكوندريوتية في النيزك الكوندريتي العادي (ريتشاردسون عام 1918 في الولايات المتحدة)، حيث تبيّن بأنه نتج بسبب اضمحلال النشاط الإشعاعي الذي يخص العنصر I129، وهذا القياس قد يشير إلى وجود نشاط إشعاعي قصير الدور في قرص الكوكب الأولي.
ومنذ ذلك الوقت تم اكتشاف الكثير من العناصر المشعة الخامدة، وحالياً يدور الحديث عن تلك العناصر الخامدة المشعة بسبب دور هذه العناصر المشعة الذي يكون أقل بكثير من عمر المنظومة الشمسية، فضلاً من اضمحلالها في المادة الناشئة خارج الأرض على خلاف المواد ذات النشاط الإشعاعي ذو الدور الطويل، كما هو الحال في العنصر المشع I129.
تعتبر وفرة النظائر الوليدة المفرطة عند مقارنتها بتركيب النيازك الكوندريتية مؤشراً على وجود العناصر المشعة الخامدة بشكل عابر، كما أن دراسة العناصر المشعة الخامدة أصبحت موضع اهتمام كبير في الوقت الراهن، حيث أنها تسمح لنا وللمرة الأولى بتعيين الظروف الكيميائية الفيزيائية في السحابة الجزئية وقرص الكوكب الأولي، كما أنها تمكننا من تعيين التسلسل الزمني (النسبي) لتاريخ المنظومة الشمسية منذ مرحلة القرص إلى مرحلة الكوكب.

ما هي احتمالات نشأة العناصر المشعة الخامدة؟

هناك أجيال قديمة من النجوم كانت قد ولّفت العناصر المشعة الخامدة ذات الدور الأطول تشبه في ذلك القسط الأكبر من النظائر التي تكوّن المجموعة الشمسية وهو ما يعرف باسم إرث المجرة، (هذه التفاصيل ما زالت موضع للنقاش)، ومن الممكن تعميم ذلك على جميع النظائر ذات دور أطول من بضعة ملايين السنين، في المقابل يتم طلب العناصر المشعة الخامدة ذات الدور الأقصر تكويناً خلال اللحظة الأخيرة والتي لولا هذا الدور لأصبح لها اضمحلال قبل اندماجها في المنظومة الشمسية الوليدة.
يوجد احتمالان لتوضيح هذا الإنشاء في اللحظة الأخيرة، فإما أن تكون العناصر المشعة الخامدة قد تولدت في المنظومة الشمسية الناشئة من قبل نجم في الجوار (قارب من النهاية مثل مستعر أعظم (نجم فوق المستعر)، أو أنها تشكلت في المنظومة الشمسية نفسها بسبب تشعيع غاز وغبار قرص الكوكب الأولي بفعل الإشعاع الكوني الشمسي.
ومن خلال النظر إلى العناصر المشعة الخامدة فلا بد أن يكون النظير الذي يعرف باسم Be10 قد نشأ عن طريق التشعيع، فالنجوم تتلف ولا تقوم بإنتاج هذا النظير، كما أنه يعتقد لإنتاج كمية العنصر المطلوب كان من الواجب أن يتم التفاعل بين تدفقات من البروتونات تقدر بـ 1010 سم لكل ثانية، مع الأجسام الصلبة التي تكون موجودة في الحافة الداخلية للقرص على مدى سنوات.
مع العلم أنه من الصعب توليف العناصر المشعة الخامدة الأخرى التي تكون ذات دور قصير في التشعيع (حتى وإن كان من الممكن أن يتم ذلك في ظل ظروف أخرى).
وهناك ما يعرف بعملية الحقن عن طريق مستعر أعظم وهي غير ممكنة من منظور الفيزياء الفلكية، ففي أماكن ولادة النجوم من الصعب جداً رؤية نجم ذو كتلة قليلة محاطاً بقرص على مسافة قريبة من مستعر أعظم بحيث تكون كافية لتلقي كمية من العناصر المشعة، ومن الممكن مقارنها بما يتم ملاحظة وجوده في المنظومة الشمسية.
يعتبر وجود مستعر أعظم في القرب من المنظومة الشمسية أو عدم وجوده محل نقاش محتدم، ومن الممكن تفسير العناصر المشعة الخامدة عامة إما من خلال إرث المجرة (الذي يحتوي على الكثير من المستعرات العظمى البعيدة) أو من خلال الإشعاع.
يوجد الكثير من العناصر المشعة الخامدة التي تمكننا من رسم تسلسل زمني نسبي للمجموعة الشمسية، حيث يعتبر تسلسلً نسبياً؛ لأننا نتمكن من تأريخ جسم ما بالنسبة إلى جسم آخر، ومن الممكن تحديد المدة الزمنية التي تفصل تكوين جسم محدد عن الجسم الآخر وبمقادير معينة على التوالي من خلال معادلة رياضية.
حيث أن المعادلة تقوم بافتراض أن العنصر المشع الخامد هو محل البحث ويكون موزع على نحو متجانس في قرص الكوكب الأولي (وهي الفرضية التي لم يتم إثباتها إلى الآن)، ومن الممكن ربط التسلسل الزمني مع سلم زمني مطلق، وذلك من خلال اتخاذ جسم عمره يشبه عمر الرصاص (عمر الرصاص معلوم).
والعناصر المشعة الخامدة قد أتاحت الفرصة لرسم تسلسل زمني نسبي لتشكل المنظومة الشمسية، ومحتمل أن يكون النشاط المائي الحراري والتحول قد ابتدأ في مرحلة مبكرة جداً منذ تكتل الأجسام الكوندريتية، هذا أيضاً هو حال التمايز الذي من الممكن أن يكون راهناً في تكوين محتبسات الألمنيوم الكلسي، ويتم تقدير مدة تنامي الكواكب مثل كوكب الأرض بدءاً من كميات العناصر المشعة التي توجد في الأحجار النيزكية والعينات الأرضية بمائة مليون عام.