Po trenutnem znanstvenem razumevanju so lahki elementi, kot so vodik, helij in majhne količine litija, nastali takoj po velikem poku pred 13,8 milijarde leti. Težji elementi, denimo železo, so se sprostili ob eksplozijah zvezd in postali gradniki novih zvezd in planetov. Toda razporeditev še težjih elementov, kot je zlato, po vesolju ostaja nepojasnjena uganka.
»Gre za temeljno vprašanje o izvoru kompleksne snovi v vesolju,« je za CNN povedal Anirudh Patel, vodilni avtor študije, objavljene v The Astrophysical Journal Letters, in doktorski študent fizike na Univerzi Columbia v New Yorku. »To je kot sestavljanka, ki še ni rešena.«
Do zdaj je bila proizvodnja zlata v vesolju povezana izključno s trki nevtronskih zvezd. Ena takšnih je bila opažena leta 2017, ob čemer so zabeležili gravitacijske valove in gama izbruh. V teh dogodkih nastajajo zlato, platina in svinec – zato jih znanstveniki opisujejo kot vesoljske "tovarne zlata".
A nova raziskava nakazuje, da so lahko tudi magnetarji, ki so nastali v prvih 200 milijonih let po velikem poku, pomembni ustvarjalci težkih elementov – morda celo zlata.
Zvezdni potresi in izbruhi
Nevtronske zvezde so izjemno gosti ostanki eksplodiranih zvezd. Ena čajna žlička njihove snovi bi na Zemlji tehtala milijardo ton. Magnetarji pa so še redkejša oblika nevtronskih zvezd z ekstremno močnim magnetnim poljem.
Občasno ti magnetarji sprožijo silovite izbruhe sevanja zaradi »zvezdnih potresov« – podobnih našim potresom, a s še veliko večjo energijo. »Tudi magnetarji imajo skorjo in tekoče jedro. Ko se napetost kopiči, lahko pride do izbruha,« je za CNN pojasnil soavtor študije, Eric Burns z Univerze Louisiana State.
Ti izbruhi oddajajo kratke pulze rentgenskih žarkov in včasih tudi izločijo snov z zvezdne skorje, kar bi lahko omogočilo nastanek težkih elementov, pravi Patel. To hipotezo je razvil skupaj s svojim mentorjem, fizikom Brianom Metzgerjem.
Odkrivanje zlata v starih podatkih
Ekipa raziskovalcev je želela preveriti, ali bi bilo v podatkih mogoče zaslediti povezavo med magnetarskimi izbruhi in nastankom težkih elementov. Burns se je osredotočil na gama-žarke in analiziral podatke zadnjega velikega izbruha magnetarja iz decembra 2004, ki ga je zaznala zdaj že upokojena vesoljska misija INTEGRAL.
Presenetljivo se je pokazalo, da se signal popolnoma ujema z napovedmi Metzgerjevega modela o nastanku težkih elementov v izbruhu magnetarja. Dodatno podporo so našli tudi v podatkih še dveh drugih vesoljskih odprav.
»Ko smo decembra 2024 razvijali model, nihče ni slutil, da je signal že v arhivu. Ujemanje s teorijo je bilo neverjetno – bil je kar vznemirljiv praznični čas,« pravi Patel. »Neverjetno je pomisliti, da je morda del mojega telefona nastal v takšnem ekstremnem dogodku.«
Še ne dokončni dokazi
Dr. Eleonora Troja, profesorica na Univerzi v Rimu, ki je leta 2017 vodila odkritje rentgenskih žarkov iz trka nevtronskih zvezd, opozarja, da dokazi za nastanek zlata v magnetarskem dogodku še niso povsem verodostojni. »Gre za možno razlago, vendar obstajajo tudi druge, ki jih študija pošteno predstavi,« pravi Troja.
Dodaja, da so magnetarji »zelo kaotični objekti« in da lahko pri nastajanju zlata vmešajo preveč napačnih sestavin, kot so odvečni elektroni, kar namesto zlata povzroči nastanek lažjih kovin, denimo cirkonija ali srebra.
»Zato ne bi šla tako daleč, da bi rekla, da smo odkrili nov vir zlata,« poudarja Troja. »Gre bolj za predlog alternativne poti do njegovega nastanka.«
Pogled v prihodnost
Raziskovalci ocenjujejo, da bi lahko veliki izbruhi magnetarjev predstavljali do 10 odstotkov vseh elementov, težjih od železa, v naši galaksiji. A natančnejše številke bi lahko dala prihodnja misija COSI (Compton Spectrometer and Imager), ki jo NASA načrtuje za leto 2027.
Ta gama-teleskop naj bi spremljal izbruhe magnetarjev in določal, katere elemente ustvarjajo, s čimer bi pomagal pri iskanju dodatnih virov težkih elementov v vesolju.
