В продължение на десетилетия астрономите се опитват да определят космическия произход на най-тежките елементи като златото. Сега ново изследване, основано на сигнал, открит в архивни данни от космически мисии, може да посочи потенциална следа: магнетари или силно намагнетизирани неутронни звезди, съобщи CNN.
Учените смятат, че по-леките елементи, като водород и хелий, и дори малко количество литий, вероятно са съществували в началото след Големия взрив, създал Вселената преди 13,8 милиарда години.
След това експлодиращите звезди са освободили по-тежки елементи като желязо, които са се вградили в новородените звезди и планети. Но разпространението на златото, което е по-тежко от желязото, във Вселената представлява загадка за астрофизиците.
„Това е доста фундаментален въпрос по отношение на произхода на сложната материя във Вселената. Това е забавен пъзел, който всъщност не е бил решен“, казва в изявление Анируд Пател, водещ автор на изследването, публикувано във вторник в The Astrophysical Journal Letters, и докторант по физика в Колумбийския университет в Ню Йорк.
Досега космическото производство на злато е било свързвано само със сблъсъци на неутронни звезди.
През 2017 г. астрономите наблюдават сблъсък между две неутронни звезди. Катаклизмичният сблъсък предизвика пулсации в пространство-времето, известни като гравитационни вълни, както и светлина от гама-изригване. Събитието на сблъсъка, известно като килотонова, е създало и тежки елементи като злато, платина и олово. Килоновите са оприличавани на „фабрики“ за злато в Космоса.
Смята се, че повечето сливания на неутронни звезди са се случили едва през последните няколко милиарда години - казва съавторът на изследването Ерик Бърнс, доцент и астрофизик в Държавния университет на Луизиана в Батън Руж.
Scientists say they’ve found another source of gold in the cosmos https://t.co/ZLTCKzNFjs pic.twitter.com/wKVoMbehJH
— CP24 (@CP24) May 4, 2025
"Но неразчетени досега 20-годишни данни от телескопите на НАСА и Европейската космическа агенция показват, че избухванията от магнетари, които са се образували много по-рано - по време на детството на Вселената - може да са осигурили друг начин за създаване на злато", каза Бърнс.
Звездни трусове
Неутронните звезди са остатъци от ядрата на експлодирали звезди и са толкова плътни, че 1 чаена лъжичка от материала на звездата би тежала 1 милиард тона на Земята. Магнетарите са изключително ярък тип неутронна звезда с невероятно мощно магнитно поле.
"Астрономите все още се опитват да разберат как точно се образуват магнетарите, но според тяхната теория първите магнетари вероятно са се появили веднага след първите звезди в рамките на около 200 милиона години от началото на Вселената, или преди около 13,6 милиарда години", каза Бърнс.
От време на време магнетарите изхвърлят огромно количество радиация, което се дължи на „звездотресения“.
На Земята земетресенията се случват, защото разтопеното ядро на Земята предизвиква движение в кората на планетата, а когато се натрупа достатъчно напрежение, то води до нестабилно движение или до треперене на земята под краката ви. Звездните земетресения са подобни, казва Бърнс.
„Неутронните звезди имат кора и свръхтечно ядро. Движението под повърхността създава напрежение на повърхността, което в крайна сметка може да предизвика звездно земетресение. При магнетарите тези звездотресения предизвикват много кратки изблици на рентгенови лъчи. Точно както на Земята, (имате) периоди, в които дадена звезда е особено активна, произвеждайки стотици или хиляди изригвания в рамките на няколко седмици. И по същия начин, от време на време, се случва особено мощно земетресение“, казва Бърнс в имейл.
Изследователите откриха доказателства, които предполагат, че магнетарът освобождава материал по време на гигантско изригване, но те нямат физическо обяснение за изхвърлянето на масата на звездата, казва Пател.
Вероятно е изригванията да нагряват и изхвърлят материал от кората с висока скорост, според последните изследвания на няколко съавтори на новото изследване, включително съветника на Пател - Брайън Мецгер, професор по физика в Колумбийския университет и старши научен сътрудник в Института „Флатирон“ в Ню Йорк.
„Те предположиха, че физическите условия на това експлозивно изхвърляне на маса са обещаващи за производството на тежки елементи“, каза Пател.
Проследяване на звезден сигнал
Изследователският екип е любопитен да провери дали има връзка между излъчването от магнетарни изригвания и образуването на тежки елементи. Учените са търсили доказателства в дължините на вълните на видимата и ултравиолетовата светлина. Но Бърнс се запитал дали изригването може да създаде и проследимо гама лъчение.
Той разглежда данните за гама лъчите от последното наблюдавано гигантско магнетарно изригване, което се появява през декември 2004 г. и е заснето от вече пенсионираната мисия INTEGRAL или INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory. Астрономите са открили и характеризирали сигнала, но тогава не са знаели как да го интерпретират - казва Бърнс.
Прогнозата на модела, предложен от предишното изследване на Metzger, съвпада напълно със сигнала от данните за 2004 г. Гама лъчът прилича на това, което екипът предполага, че би изглеждало като създаване и разпределение на тежки елементи в гигантско изригване на магнетар.
Данните от пенсионирания RHESSI, или Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager, на НАСА и спътника Wind също подкрепиха заключенията на екипа. Дългосрочните изследвания, финансирани от федералния бюджет, позволиха да се направи това откритие - каза Бърнс.
„Когато първоначално изграждахме нашия модел и правехме прогнозите си през декември 2024 г., никой от нас не знаеше, че сигналът вече е в данните. И никой от нас не можеше да си представи, че нашите теоретични модели ще паснат толкова добре на данните. Това беше доста вълнуващ празничен сезон за всички нас. Много е готино да се замисля как някои от нещата в телефона или лаптопа ми са били изковани в тази екстремна експлозия в хода на историята на нашата галактика“, каза Пател.
