Astronomii încearcă de zeci de ani să afle de unde provin în cosmos cele mai grele elemente, precum aurul. Acum, o nouă cercetare, bazată pe un semnal descoperit în datele arhivate ale unor misiuni spațiale, ar putea indica o nouă pistă: magnetarii – stele neutronice extrem de magnetizate, scrie CNN.
Distribuția aurului – un element mai greu decât fierul – în univers a fost mereu o enigmă pentru astrofizicieni.
„Este o întrebare fundamentală legată de originea materiei complexe din univers,” a spus Anirudh Patel, doctorand la Universitatea Columbia din New York și autor principal al studiului publicat în The Astrophysical Journal Letters. „Este un puzzle fascinant care nu a fost încă rezolvat.”
Până acum, formarea cosmică a aurului a fost legată doar de coliziunile dintre stele neutronice. În 2017, astronomii au observat o astfel de coliziune, care a produs unde gravitaționale și o explozie gamma. Acest eveniment – o kilonova – a generat elemente grele precum aurul, platina și plumbul, fiind supranumit „fabrica de aur” a cosmosului.
Totuși, date vechi de 20 de ani de la telescoape NASA și ESA, odinioară imposibil de interpretat, sugerează că magnetarii – formați la începuturile universului – ar putea reprezenta o altă sursă potențială de aur, spune coautorul studiului, Eric Burns, profesor la Universitatea de Stat Louisiana.
Cutremure stelare
Stelele neutronice sunt nucleele rămase după exploziile unor stele masive. Ținând cont de densitatea lor, o linguriță de material de stea neutronică ar cântări un miliard de tone pe Pământ. Magnetarii sunt o formă rară de stea neutronică, extrem de luminoasă, cu un câmp magnetic extrem de puternic.
Din când în când, magnetarii eliberează cantități uriașe de radiații în urma unor „cutremure stelare”. Așa cum mișcările din miezul Pământului provoacă tensiuni și cutremure în scoarță, mișcările interne ale magnetarilor generează stres în crusta acestora, care, când cedează, provoacă „cutremure stelare” ce eliberează impulsuri de raze X. În unele perioade, o stea poate deveni foarte activă, emițând sute sau mii de astfel de impulsuri. Iar uneori, apare o explozie deosebit de puternică.
Cercetătorii au găsit indicii că, în timpul acestor explozii uriașe, un magnetar aruncă în spațiu material din crustă, dar nu au o explicație clară pentru acest fenomen. Cercetări recente, inclusiv ale profesorului Brian Metzger, sugerează că aceste flăcări încălzesc materialul și îl expulzează cu viteză foarte mare – condiții care pot duce la formarea de elemente grele.
Urmele lăsate de un semnal cosmic
Echipa de cercetare a investigat dacă radiațiile emise de flăcările magnetarilor ar putea avea legătură cu formarea elementelor grele. Deși au analizat radiații în spectrul vizibil și ultraviolet, Burns a sugerat că o flacără ar putea produce și o urmă detectabilă de raze gamma.
A analizat datele gamma din decembrie 2004, când a fost observată o flacără uriașă de la un magnetar, înregistrată de misiunea INTEGRAL a ESA. Deși semnalul fusese detectat, nu fusese înțeles la momentul respectiv. Modelul propus de Metzger în cercetări anterioare se potrivea surprinzător de bine cu semnalul din 2004. Razele gamma păreau să corespundă cu distribuția aurului și a altor elemente grele, așa cum ar fi creată într-o astfel de explozie.
Alte date, de la satelitul RHESSI și de la misiunea Wind a NASA, au sprijinit și ele concluziile echipei. Burns a spus că finanțarea pe termen lung a acestor misiuni a făcut posibilă această descoperire.
„Când am construit modelul și am făcut predicțiile în decembrie 2024, niciunul dintre noi nu știa că semnalul exista deja în date. Și nici nu ne-am fi imaginat că se va potrivi atât de bine” a spus Patel. „E fascinant să te gândești că o parte din materialele din telefonul meu sau din laptop au fost create într-o astfel de explozie extremă în istoria galaxiei.”
Nu toți oamenii de știință sunt de acord
Dr. Eleonora Troja, de la Universitatea din Roma, care a condus descoperirea razelor X emise de coliziunea de stele neutronice din 2017, a spus că dovezile privind formarea aurului dintr-o flacără de magnetar „nu sunt comparabile cu cele din 2017”. Ea nu a fost implicată în noul studiu.
„Producerea aurului din acest magnetar este o ipoteză posibilă, dar printre altele, așa cum și autorii recunosc sincer în concluzii,” a afirmat Troja. Magnetarii, adaugă ea, „sunt obiecte foarte instabile.” Producerea aurului necesită condiții extrem de precise, iar magnetarii ar putea furniza „ingrediente greșite” – de exemplu, prea mulți electroni – ceea ce ar duce la formarea unor metale mai ușoare, precum zirconiu sau argint, nu aur sau uraniu.
„Nu aș merge până la a spune că s-a descoperit o nouă sursă de aur,” a conchis ea. „Mai degrabă, a fost propusă o cale alternativă pentru formarea lui.”
Cercetătorii cred că flăcările gigantice ale magnetarilor ar putea fi responsabile pentru până la 10% dintre elementele mai grele decât fierul din galaxia Calea Lactee. O viitoare misiune, precum COSI (Compton Spectrometer and Imager), programată pentru lansare în 2027, ar putea aduce date mai clare. Acest telescop cu raze gamma va analiza flăcările de magnetari și va identifica elementele formate în ele – ajutând astronomii să găsească și alte posibile surse ale elementelor grele din univers.
Ştiri video recomandate
