اکسیژن موجود در جهان از کجا می‌آید؟

خورشید تنها گرمای لازم برای بقای زندگی در زمین را فراهم نمی‌کند. خورشید و ستاره‌های مانند آن بیشتر اکسیژن موجود در جهان را تولید می‌کنند. اکسیژن تولید‌شده توسط خورشید و این ستارگان در طی واکنش‌های ترمو‌هسته‌ای که همچنان دانشمندان درمورد آن به‌طور کامل اطلاع ندارند، ایجاد می‌شود. گروه تحقیقاتی دانشگاه “MIT” امیدوارند که تحقیقات جدید بتواند پاسخگوی بعضی از سوالات آن‌ها باشد.

در یک بیانیه مطبوعاتی، “Richard Milner”، پروفسور فیزیکدان MIT اظهار داشت که: “شرح شغل یک فیزیکدان این است که دنیا را درک کند، با این‌حال ما هنوز نفهمیده‌ایم که اکسیژن موجود در جهان دقیقا از کجا می‌آید و این‌که اکسیژن و کربن دقیقا چگونه ساخته می‌شوند.
اگر ما کار خود را صحیح انجام داده باشیم، این سنجش به ما کمک می‌کند تا با توجه به منشا عناصر به برخی از این سؤالات مهم در فیزیک هسته‌ای پاسخ دهیم.”

تیم میلنر در آزمایشگاه علوم هسته‌ای MIT قصد دارد تا آنچه را که “نرخ واکنش تسخیر رادیواکتیوی ستاره” نام دارد را بررسی کند. دانشمندان می‌دانند که هنگامی‌که ستارگان به آهستگی می‌میرند، شروع به انقباض و فشرده‌شدن می‌کنند. این انقباض باعث برخورد بدون مکث و آتشبار هسته‌های کربن-12 و هلیوم می‌شود. در حین این برخورد هسته کربن جایگزین هسته هلیوم می‌شود که در این فرآیند انرژی را به صورت فوتون تابش می‌کند.

از این فرآیند آنچه که به عنوان اکسیژن-16 شناخته شده است، باقی می‌ماند که با فروپاشی تبدیل به چیزی می‌شود که در باد خورشیدی و 99.762 درصد اکسیژن روی زمین یافت می‌شود.

تیم “LNS” برای مطالعه فرآیند می‌خواهد ذره شتاب‌دهنده‌ای را بسازد. این ذره هم‌اکنون در حال ساخت است. LNS اولین تیمی نیست که مطالعه این فرآیند را به عهده گرفته است؛ تیم‌های دیگر به مسئله گیج‌کننده‌ای برخورد کرده‌اند: انرژی‌هایی که شتاب‌دهنده‌ها در آن به ذرات برخورد می‌کنند از آنچه که به‌طور طبیعی در ستارگان رخ می‌دهد، بیشتر است.
بنابراین، در حالی‌که دانشمندان توانسته‌اند ثابت کنند که ایجاد اکسیژن-16 تصادفی نیست، نتوانسته‌اند چگونگی وقوع آن را در ستاره‌ها پیگیری کنند.
به گفته “Ivan Friščić” این واکنش در انرژی‌های بالاتر کاملا شناخته‌شده است، اما همزمان با پایین آمدن انرژی به سمت منطقه جالب اخترفیزیکی به سرعت افت می‌کند.

تیم می‌خواهد به عقب حرکت کند. آن‌ها می‌خواهند با شروع از گاز اکسیژن هسته آن را به یک هسته هلیوم، که به عنوان یک ذره آلفا و یک هسته کربن-12 نیز شناخته می‌شود، تقسیم کنند.
این تیم باور دارد که به عقب بردن همه چیز می‌تواند سنجش فرآیند را برای آن‌ها آسان‌تر کند.
مینلر می‌گوید: “ما در واقع در حال انجام واکنش معکوس زمان هستیم.
اگر اندازه‌گیری این مسئله را با دقتی که درباره آن بحث نموده‌ایم، انجام دهیم می‌توانیم میزان واکنش را با فاکتورهایی، فراتر از آنچه تاکنون در این منطقه انجام شده است، مستقیما استخراج کنیم. ”

یک نرخ واکنش دقیق می‌تواند آگاهی ما از نحوه مرگ ستارگان را عمیق‌تر کند. این امر به طور اساسی می‌تواند منجر به درک بهتر این موضوع شود که آیا یک ستاره در حال مرگ به شکل یک سیاه چاله یا یک ستاره نوترونی در خواهد آمد یا خیر؟!