У 2004 році вчені спостерігали потужний спалах в гамма-діапазоні від магнетара SGR 1806-20, розташованого в 50 тисячах світлових років від Землі. Коротше. Її природа залишалася невідомою протягом 20 років. Більшість елементів важчі заліза, включаючи золото і платину, з’являються в екстремальних умовах в результаті так званого r-процесу — утворення більш важких ядер з легших шляхом послідовного захоплення нейтронів під час ядерних реакцій. Донедавна вважалося, що r-процес можливий лише в момент зіткнення двох нейтронних зірок — надщільних залишків «загиблих» світил, речовина яких складається в основному з нейтронів. Однак у 2017 році, після першого підтвердженого спостереження такої події , стало ясно: одних зіткнень недостатньо, щоб пояснити велику кількість важких елементів у Галактиці. Вчені почали підозрювати, що в космосі є й інші «кузні» важких елементів. Тоді дослідники звернули увагу на магнетари — нейтронні зірки, що володіють виключно сильним магнітним полем, у трильйони разів сильніші за земне. Ці об’єкти періодично виробляють найпотужніші спалахи гамма-і рентгенівського випромінювання. У грудні 2004 року астрофізики стали свідками одного з таких спалахів. Її виробив магнетар SGR 1806-20, розташований за 50 тисяч світлових років від Землі. Основний викид енергії тривав лише кілька секунд, але за цей час нейтронна зірка вивільнила стільки ж енергії, скільки Сонце випромінює за мільйон років. Через 10 хвилин після основного імпульсу прилади зареєстрували другий, слабший спалах, але вчені тривалий час не могли розгадати його природу. Команда астрофізиків зі США під керівництвом Брайана Метцгера ( Brian Metzger) з Центру обчислювальної астрофізики при Інституті Флетайрон у Нью-Йорку проаналізувала астрономічні дані за 20 років спостережень, виконаних космічними телескопами, і з’ясувала, що другий сигнал теж виходив від магнію1. Він ознаменував народження важких елементів. На думку дослідників, в умовах цього спалаху за лічені хвилини відбувся r-процес, що призвело до утворення важких елементів, включаючи золото, платину та урану. Маса лише одного такого «врожаю» становила 2×10²⁴ кілограма, що еквівалентно масі 27 місяців. «Раніше ми бачили народження важких елементів лише за злиття нейтронних зірок. Тепер є друге підтверджене джерело», – пояснив Метцгер. Вчені оцінили, що такі спалахи можуть виробляти до 10 відсотків усіх важких елементів у Чумацькому Шляху. Це пояснює загадку, чому в молодих галактиках золота та платини виявилося набагато більше, ніж має бути за розрахунками. Магнетари починають працювати раніше, ніж встигають стикатися нейтронні зірки. Вони активні вже на початку життя галактик і встигають зробити таку кількість важких елементів, які неможливо пояснити одними зіткненнями. Як працює цей процес? При потужному спалаху магнетар скидає частину своєї кори — шар надщільного матеріалу. Викинута речовина, насичена нейтронами, утворює хмару, де атомні ядра захоплюють нейтрони швидше, ніж встигають розпадатися. Так народжуються нестабільні важкі ізотопи, які згодом перетворюються на стабільні елементи: золото, платину, уран. Розпад цих ізотопів супроводжується сплеском гамма-випромінювання. Саме цей слід, що «світиться», зафіксували у 2004 році. Щоб уточнити внесок магнетарів у виробництво важких елементів, потрібні нові спостереження. Завдання непросте, адже потужні спалахи трапляються в Чумацькому Шляху раз на кілька десятиліть, а у всьому видимому Всесвіті — приблизно раз на рік. Вловити момент допоможуть телескопи нового покоління, такі як NASA Compton Spectrometer and Imager, запуск якого заплановано на 2027 рік. Наукова робота опублікована в The Astrophysical Journal Letters.