سرنخ تازه‌ای از منشأ طلا در کیهان؛ درخشش‌های مغناطیسیِ ستارگان مرده

وی می‌افزاید: «به‌نظر می‌رسد که همین درخشش‌های عظیم مگنتارها بتوانند پاسخ معمایی باشند که چرا عناصر سنگین بیشتری در کهکشان‌های جوان مشاهده می‌شود؛ بیشتر از آنچه تنها با برخورد ستارگان نوترونی قابل‌توجیه باشد.»
 
شایان ذکر است که در جریان مهبانگ عناصر سبک‌تری مانند هیدروژن، هلیوم و لیتیوم به‌وجود آمدند. عناصر سنگین‌تر در هستهٔ ستارگان و در نتیجهٔ هم‌جوشی هسته‌ای، یا پس از انفجار مرگبار ستاره‌ها ساخته شده‌اند. اما اینکه دقیقاً چگونه عناصر بسیار سنگینی که از آهن سنگین‌ترند شکل می‌گیرند، پرسشی بی‌پاسخ باقی مانده بود.
 
پژوهشگران مدت‌ها گمان داشتند که این عناصر از راه فرایند «گرفتن سریع نوترون» یا همان r-process ساخته می‌شوند؛ فرایندی که فقط در شرایط بسیار شدید مانند ابرنواخترها یا ادغام ستارگان نوترونی ممکن است. در سال ۲۰۱۷، این نظریه با رصدِ ادغام دو ستارهٔ نوترونی برای نخستین‌بار تأیید شد.
 
اما این برخوردها بسیار نادرند و نمی‌توانند توضیح کافی برای فراوانیِ عناصر سنگین در کیهان باشند، به‌ویژه آنکه این پدیده‌ها در تاریخ کیهان نسبتاً دیر رخ داده‌اند؛ یعنی پس از اینکه طلا و سایر عناصر سنگین پیش از آن در کیهان وجود داشته‌اند. به گفتهٔ پاتل: «نکتهٔ جالب دربارهٔ این درخشش‌های غول‌آسا این است که آن‌ها می‌توانند در تاریخ اولیهٔ کهکشان‌ها رخ داده باشند.»
 
گفتنی است پژوهشگران برای بررسی این پدیده‌ها، به مگنتارها روی آوردند؛ ستارگانی با میدان مغناطیسیِ فوق‌العاده قوی، میلیون‌ها میلیارد برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین. این ستاره‌ها گاه‌وبیگاه درخشش‌هایی از انرژی ساطع می‌کنند که نتیجهٔ تجزیه یا بازآرایی ناگهانی میدان مغناطیسی‌شان است.

تیم تحقیقاتی نیویورک محاسبه کرد که درخشش یک مگنتار می‌تواند شرایط لازم برای فرایند r را فراهم آورد و هسته‌هایی رادیواکتیو و ناپایدار پدید آورد که به‌تدریج به عناصر سنگینِ پایدار مانند طلا تبدیل می‌شوند.
 
هیجان‌انگیزتر آنکه این محاسبات با مشاهداتی از یک واقعهٔ رمزآلود در سال ۲۰۰۴ هم‌خوانی دارد: در آن سال، درخشش نوری بسیار درخشانی از مگنتار SGR 1806–20 دیده شد. در ابتدا این رویداد غیرعادی به‌نظر نمی‌رسید، تا اینکه دانشمندان دریافتند انرژی آن تقریباً هزار برابر بیشتر از درخشش‌های معمولی مگنتارها بوده است.
 
برایان متزگر (دانشیار دانشگاه کلمبیا) می‌گوید: «این رویداد با گذشت سال‌ها کم‌وبیش فراموش شده بود. اما خیلی زود متوجه شدیم که مدل ما کاملاً با آن جور درمی‌آید.»
 
پاتل نیز در بیانیه‌ای از ناسا گفت: «تا یکی دو هفته فقط به همین فکر می‌کردم. چیز دیگری ذهنم را مشغول نمی‌کرد.»
 
با ترکیب داده‌های سال ۲۰۰۴ از مگنتار SGR 1806–20 و مدل خود، پژوهشگران تخمین زدند که این انفجار چیزی در حدود دو میلیون میلیارد میلیارد کیلوگرم عنصر سنگین تولید کرده است؛ یعنی جرمی معادل سیارهٔ مریخ یا ۲۷ ماه! البته این نوع انفجارها می‌توانند تنها ۱۰٪ از کل عناصر سنگین کهکشان را توضیح دهند؛ منشأ ۹۰٪ باقی‌مانده همچنان ناشناخته است.
 
گفته می‌شود که تیم پژوهشی قصد دارد در مأموریت سال ۲۰۲۷ ناسا موسوم به «مأموریت طیف‌سنج و تصویربردار کامپتون» داده‌های بیشتری دربارهٔ درخشش‌های مگنتارها گردآوری کند؛ مأموریتی که می‌تواند رازهای بیشتری از منشأ طلا و سایر عناصر سنگین فاش کند.
 
پاتل می‌گوید: «این پرسشی بنیادی دربارهٔ منشأ مادهٔ پیچیده در جهان است. معمایی سرگرم‌کننده که هنوز حل نشده.»