Потужна космічна подія 2004 року — спалах гамма-випромінювання від магнетара за 30 000 світлових років — щойно була визнана важливим джерелом найважчих елементів у Всесвіті, таких як золото та платина. Дослідники з’ясували, що цей надзвичайно яскравий спалах, яскравіший за будь-який інший, який коли-небудь спостерігали в нашій галактиці, спричинив утворення важких елементів шляхом радіоактивного розпаду під час вибуху. Це відкриття змінює наше розуміння формування елементів і вказує на те, що магнетари можуть бути ключовими гравцями в поширенні цих рідкісних матеріалів по космосу, включно з дорогоцінними металами на Землі. Відкриття походження важких елементів Одне з великих відкритих питань астрофізики — звідки беруться найважчі елементи періодичної таблиці, такі як золото й платина. Найлегші елементи, водень і гелій, були створені незабаром після Великого вибуху. Трохи важчі елементи, як-от кисень і залізо, утворюються в ядрах звичайних зірок шляхом ядерного синтезу й розсіюються в космос, коли ці зірки вибухають як наднові. Але для утворення елементів, важчих за залізо, потрібні значно екстремальніші умови — значно жорсткіші, ніж ті, що існують у типових зірках. Протягом десятиліть науковці шукали астрофізичні події, достатньо потужні, щоб створювати ці рідкісні елементи. Революційне відкриття внаслідок космічного вибуху 2004 року Нині команда дослідників Колумбійського університету під керівництвом професора Браяна Метцгера та аспіранта Аніруда Пателя представила нові докази, які ставлять під сумнів попередні теорії. У нещодавньому дослідженні вони доводять, що знаменитий космічний вибух понад 20 років тому, ймовірно, створив велику кількість важких елементів. Цей вибух вивільнив більше енергії за пів секунди, ніж Сонце випромінює за 250 000 років — і це стало ключовою підказкою щодо формування найважчих елементів у Всесвіті. Гамма-спалах підтверджує утворення важких елементів «Порівнюючи наші теоретичні моделі з отриманими даними, ми знайшли докази того, що один із найяскравіших вибухів, які коли-небудь спостерігали в нашій галактиці — потужний спалах гамма-випромінювання у 2004 році — створив величезну кількість важких елементів, за масою більшу за планету Марс», — сказав Пател. «Це було неймовірне відчуття — побачити, як наша гіпотеза підтверджується наявними даними, й усвідомити значення цього відкриття для історії речовини, з якої складається наша планета». 27 грудня 2004 року Кілька супутників, зокрема космічний телескоп INTEGRAL Європейського космічного агентства (ESA), зафіксували надзвичайно потужний спалах гамма-випромінювання від магнетара в нашій галактиці. Що робить магнетари настільки екстремальними? Магнетари — це клас нейтронних зірок з найсильнішими магнітними полями у Всесвіті, які в понад 10 трильйонів разів потужніші за звичайний холодильний магніт. Нейтронні зірки — це щільні залишки масивних зірок, що вибухнули як наднові. Їхня колосальна магнітна енергія спричиняє екстремальні спалахи — схожі на сонячні, але набагато потужніші. Хоча магнетар SGR 1806-20 перебуває приблизно за 30 000 світлових років, гігантський спалах 2004 року був настільки яскравим, що вплинув на верхні шари атмосфери Землі. Після первинного гамма-спалаху телескоп INTEGRAL також зафіксував слабший, але триваліший сигнал гамма-випромінювання, що тривав кілька годин. Хоча це «післясвітіння» було вперше описане в 2005 році, тоді вчені не мали переконливого пояснення. Важкі метали, народжені у зоряній люті Метцгер, Пател та їхні колеги показали, що цей раніше незрозумілий сигнал із гігантського спалаху 2004 року можна пояснити гамма-випромінюванням, яке виникло внаслідок радіоактивного розпаду важких елементів — свіжосинтезованих під час серії ядерних реакцій у корі нейтронної зірки, коли матеріал було викинуто в космос. Дослідники оцінюють, що до 10% або більше дорогоцінних металів на Землі могли бути створені саме магнетарами. Хоча за роки було запропоновано чимало потенційних джерел цих елементів, це лише друга підтверджена подія, здатна їх синтезувати. Перша — злиття нейтронних зірок, передбачене Метцгером у 2010 році й підтверджене спостереженнями у 2017-му. Космічна алхімія: жорстоке походження наших прикрас Дослідження почалося наприкінці минулого року, коли Пател обчислював, які елементи створюються під час спалахів магнетарів. За два тижні до 20-річчя гігантського спалаху 2004 року він провів попередні розрахунки гамма-випромінювання від цих елементів. «Яскравість і тривалість передбаченого сигналу ідеально збіглися з незрозумілим спостереженням 2004 року. У той момент ми зрозуміли — можливо, ми щойно зробили відкриття», — сказав Пател. «Цей єдиний гігантський спалах був настільки продуктивним у створенні важких елементів, що сукупність подібних подій за історію нашої галактики могла дати суттєву частку всіх цих елементів на Землі», — зазначив Метцгер. «Приголомшливо усвідомлювати, що платина в моїй обручці могла бути створена під час такої катастрофічної події. Це відкриття породжує цілу низку нових питань про роль магнетарів у засіванні Всесвіту елементами».