چگونه یک انفجار نواختر از نظر فنی به گوشی هوشمند شما نیرو می‌دهد؟

بار بعدی که از گوشی خود استفاده می‌کنید، بهتر است چشمان خود را به آسمان خیره کرده و از یک ستاره در حال مرگ تشکر کنید. به بیان دقیق‌تر، باید از انفجارهایی که روی یک دسته از اجرام آسمانی به نام کوتوله‌های سفید رخ می‌دهند، سپاسگزار باشید. اما چه ارتباطی بین انفجار یک نواختر با گوشی‌های هوشمند وجود دارد؟ با اِروتِک همراه باشید.

دانشمندان مدت‌ها در این فکر بودند که تمام لیتیومی که به گوشی‌های ما و بسیاری دیگر از وسایل دنیای مدرن انرژی می‌دهد، از کجا می‌آید. این مسئله ممکن است عجیب به نظر برسد، زیرا لیتیوم یکی از تنها سه عنصری بود که در لحظات اولیه پس از مه‌بانگ (بیگ‌بنگ) به وجود آمدند. دو عنصر دیگر هیدروژن و هلیوم بودند. با این حال، مقدار لیتیوم تولیدشده بسیار ناچیز بود و زمانی‌که ستاره‌شناسان به ستاره‌های قدیمی‌تر نگاه کردند، متوجه شدند که حتی کمتر از حد انتظار لیتیوم دارند. این تناقض را می‌توان با تمایل ستاره‌های بزرگ‌تر به کشیدن لیتیوم به سمت هسته خود توضیح داد، جایی‌که در آنجا از بین می‌رود.

با این حال، وقتی دانشمندان ستاره‌های جوان‌تر را مطالعه می‌کنند، عکس این قضیه صادق است؛ این ستاره‌ها لیتیوم بسیار بیشتری نسبت به نسل‌های قبلی دارند. این سؤال پیش می‌آید که این همه لیتیوم از کجا می‌آید؟ سرنخ اصلی زمانی پیدا شد که داده‌های یک نواختر مربوط به دسامبر ۲۰۱۳ توسط دانشمندان مجدداً تجزیه و تحلیل شد. تجزیه و تحلیل مجدد پس از کشف این موضوع انجام شد که کوتوله سفید نزدیک‌تر از آن چیزی بود که در ابتدا تصور می‌شد، که آن را در محدوده‌ای قرار داد که داده‌های معناداری از رصد آن قابل استخراج بود. بیایید بررسی کنیم که چگونه انفجارهایی که در ستاره‌های کوتوله سفید دوردست رخ می‌دهند، به ساخت باتری‌های لیتیوم‌یون که احتمالاً به دستگاهی که در حال خواندن این مطلب هستید، انرژی می‌دهند، کمک می‌کنند.

چگونه نواخترها لیتیوم تولید می‌کنند؟

یک کوتوله سفید زمانی تشکیل می‌شود که ستاره‌ای تقریباً به اندازه خورشید، تمام سوخت هسته‌ای خود را سوزانده باشد. در این مرحله، لایه‌های بیرونی و سبک‌تر ستاره به بیرون پرتاب می‌شوند تا یک سحابی سیاره‌ای را تشکیل دهند و آنچه از آن باقی می‌ماند، هسته داخلی و چگال آن است. به این ستاره، کوتوله سفید می‌گویند. در بیشتر موارد، یک کوتوله سفید بخشی از یک سامانه ستاره‌ای دوتایی یا چندتایی است. تخمین زده می‌شود که حدود ۸۵ درصد از کل ستارگان در چنین سامانه‌هایی وجود دارند. این موضوع برای گوشی‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های الکتریکی ما خوش‌یمن است، زیرا ماهیت این رابطه می‌تواند باعث انفجارهای گرماهسته‌ای معروف به نواختر (نوا) شود. به بیان ساده، نوا زمانی رخ می‌دهد که یک کوتوله سفید به صورت گرانشی مواد اضافی را از یک ستاره همسایه جمع‌آوری می‌کند. این کار باعث افزایش فشار و حرارت در سطح آن می‌شود تا زمانی‌که تمام آن فشار در یک انفجار عظیم و حلقه‌ای‌شکل از بین برود.

این رصد یک انفجار توسط آزمایشگاه اخترفیزیک پرتو گامای بین‌المللی آژانس فضایی اروپا در سال ۲۰۱۳ بود که معمای لیتیوم را حل کرد. بررسی مجدد داده‌ها وجود پرتوهای گاما را با انرژی ۴۷۸ کیلوالکترون‌ولت تأیید کرد. شاید این یک واقعیت تصادفی به نظر برسد، اما این سطح انرژی پرتوهای گامایی است که بریلیم-۷ هنگام واپاشی پرتوزا به لیتیوم-۷ تولید می‌کند. مقدار لیتیوم تولیدشده بر اساس واحدهای جرم خورشیدی اندازه‌گیری شد، جایی که یک جرم خورشیدی معادل جرم خورشید است. با استفاده از این مقیاس، تخمین زده شد که نوا لیتیومی به میزان ۱۰۰ میلیونیم از یک جرم خورشیدی تولید کرده است. این مقدار برای تأمین انرژی یک یا دو گوشی هوشمند کافی است.

منبع: Slashgear