Erupțiile magnetarilor pot crea echivalentul unor planete în aur și alte elemente grele, descoperă cercetătorii

Astronomii au descoperit o sursă necunoscută până acum a unora dintre cele mai rare elemente ale universului: o erupție uriașă emisă de o stea supermagnetizată, numită magnetar. Calculele arată că astfel de erupții ar putea fi responsabile pentru formarea a până la 10% din aurul, platina și alte elemente grele din galaxia noastră.

Descoperirea rezolvă și un mister de decenii legat de o explozie luminoasă observată de un telescop spațial în decembrie 2004.

Evenimentul a avut loc la un magnetar – o stea învelită în câmpuri magnetice de trilioane de ori mai puternice decât cele ale Pământului – care a emis o erupție gigantică. Deși a durat doar câteva secunde, a eliberat mai multă energie decât produce Soarele în 1 milion de ani. Un al doilea semnal mai slab, apărut la 10 minute după primul, a rămas neexplicat timp de 20 de ani.

Acum, cercetătorii de la Center for Computational Astrophysics (CCA) din cadrul Flatiron Institute din New York au descoperit că acel semnal a marcat nașterea unor elemente grele precum aurul și platina.

În plus, au estimat că doar acea erupție din 2004 a produs echivalentul a o treime din masa Terrei în metale grele. Descoperirea a fost publicată în The Astrophysical Journal Letters.

„Este doar a doua oară când vedem direct locul unde se formează aceste elemente,” spune Brian Metzger, coautor al studiului și profesor la Columbia University. „Este un mare salt în înțelegerea procesului de formare a elementelor grele.”

O sursă necunoscută până acum

Majoritatea elementelor cunoscute astăzi nu existau la începutul universului. Hidrogenul, heliul și o cantitate de litiu au fost create în timpul Big Bang-ului, dar restul s-au format în stele, în viața lor sau în timpul morții lor violente. Locațiile exacte în care se formează cele mai grele elemente, bogate în neutroni, nu sunt complet înțelese.

Aceste elemente (inclusiv uraniul și stronțiul) sunt create printr-un set de reacții nucleare numit procesul rapid de captură de neutroni – r-process.

Acesta necesită un exces de neutroni liberi, găsit doar în medii extreme. Până acum, se credea că fuziunile de stele neutronice și supernovele sunt principalele locuri de formare ale acestor elemente, scrie EurekAlert.

În 2017, astronomii au confirmat acest lucru observând coliziunea a două stele neutronice – rămășițe ultradense ale unor stele gigantice. Dar coliziunile acestor stele sunt prea rare pentru a explica întreaga abundență de elemente grele din galaxia noastră.

Metzger și colegii săi au calculat în 2024 că erupțiile gigantice ale magnetarilor pot ejecta material din crusta stelei în spațiu, unde se pot forma elementele.

Descoperirea rezolvă și un mister de decenii

Aceste erupții creează nuclee radioactive instabile, care în timp se transformă în elemente stabile precum aurul, emițând lumină în timpul acestui proces.

După discuții cu astronomi specializați în raze gamma, echipa a aflat că un astfel de semnal a fost observat în 2004 – dar nu fusese niciodată explicat. Modelul lor s-a potrivit perfect cu acel eveniment.

Conform noului studiu, acea erupție ar fi produs elemente grele cu o masă comparabilă cu planeta Marte.

Cercetătorii estimează că între 1% și 10% din toate elementele grele r-process din galaxie provin din astfel de erupții. Restul ar proveni din coliziuni de stele neutronice – dar, având doar câte un singur eveniment observat pentru fiecare, nu se poate spune cu siguranță că acestea sunt singurele surse.

„Este posibil să mai existe și alte surse pe care nu le-am observat încă,” spune Metzger. „Un lucru interesant este că aceste erupții pot avea loc foarte devreme în istoria galaxiilor,” adaugă Patel, autorul principal.

Vă recomandăm să mai citiți și:

A fost detectată o nouă exoplanetă sub-Neptun care orbitează în jurul unei stele din apropiere

Astronomii au descoperit stele spiralate care se îndreaptă spre o explozie cosmică rară

Telescopul Hubble a „tras cu ochiul” la coconii care formează stele într-o galaxie vecină

Astronomii au descoperit patru planete care orbitează una dintre cele mai apropiate stele de Pământ