Od lat naukowcy próbują odpowiedzieć na pytanie, skąd wzięły się najcięższe pierwiastki we Wszechświecie – takie jak złoto, platyna czy uran. Dotąd przypuszczano, że powstają one głównie podczas zderzeń gwiazd neutronowych. Jednak nowe badania sugerują, że istotną rolę w tym procesie mogą odgrywać także magnetary – niezwykle silnie namagnesowane gwiazdy neutronowe.
Międzynarodowy zespół astrofizyków dokonał przełomowej analizy archiwalnych danych pochodzących z roku 2004. Wówczas zaobserwowano potężny rozbłysk gamma, który początkowo nie był dokładnie zrozumiany. Teraz naukowcy doszli do wniosku, że mógł on pochodzić z tzw. „starquake” – potężnego trzęsienia skorupy magnetara, które doprowadziło do emisji ogromnej ilości ciężkich pierwiastków w przestrzeń kosmiczną.
Według analizy, w ciągu zaledwie kilku sekund tego wybuchu mogła powstać masa metali ciężkich odpowiadająca jednej trzeciej masy Ziemi. Oznacza to, że magnetary mogą być nie tylko potężnymi obiektami fizycznymi, ale także kluczowymi „kuźniami” ciężkich pierwiastków we Wszechświecie.
Magnetary to rzadki rodzaj gwiazd neutronowych, które powstają po eksplozji masywnych gwiazd. Cechują się polami magnetycznymi nawet bilion razy silniejszymi od pola magnetycznego Ziemi. Takie ekstremalne warunki mogą powodować pęknięcia w ich skorupie, wywołując gwałtowne rozbłyski promieniowania gamma, które, jak sugerują nowe badania, mogą zapoczątkować reakcje prowadzące do powstania pierwiastków cięższych od żelaza.
Dotychczas sądzono, że głównym źródłem tych pierwiastków są zderzenia gwiazd neutronowych. Jednak pojawiają się istotne wątpliwości: ciężkie pierwiastki, takie jak złoto, są obecne w bardzo starych gwiazdach, które powstały zanim Wszechświat miał czas na liczne kolizje tego typu. To sugeruje, że musiał istnieć inny mechanizm ich powstawania już na wczesnym etapie historii kosmosu.
Naukowcy z Uniwersytetu Columbia i Louisiana State University, analizując dane sprzed 20 lat, wykazali, że obserwowany wówczas rozbłysk gamma doskonale pasuje do modelu teoretycznego przedstawiającego tworzenie ciężkich pierwiastków w wyniku rozpadów skorupy magnetara. To odkrycie nie tylko pomaga wyjaśnić pochodzenie metali szlachetnych we Wszechświecie, ale także otwiera nowe możliwości badawcze.
W przyszłości teleskop promieniowania gamma COSI (Compton Spectrometer and Imager), nad którym pracuje NASA, będzie mógł potwierdzić te wyniki, rejestrując podobne zjawiska w jeszcze wyższej rozdzielczości.
Jak podkreślają badacze, możliwość istnienia drugiego, niezależnego mechanizmu powstawania ciężkich pierwiastków ma ogromne znaczenie dla astrofizyki i kosmologii. To również kolejny dowód na to, że we Wszechświecie nie wszystko jest jeszcze odkryte, a archiwalne dane mogą skrywać przełomowe tajemnice.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters .