שני כוכבי נויטרונים התנפצו זה בזה וניערו את היקום, והפעילו פיצוץ אפי המכונה "קילונובה" שירק המון חומר אולטרה-רדני ואולטרהוט לחלל. כעת, אסטרונומים דיווחו על העדויות החותכות ביותר שעדיין בעקבות התפוצצותו נוצר אלמנט חסר קישור שיכול לעזור להסביר איזו כימיה מבלבלת של היקום.
כשהרעידה ההיא - אדוות במרקם הזמן-החלל, המכונה גלי כבידה - הגיעה לכדור הארץ בשנת 2017, היא הציבה גלאי גל-כבידה והפכה להתנגשות כוכב הנויטרונים הראשון שאי פעם התגלה מייד, טלסקופים בכל רחבי העולם הסתובבו סביבו חקר את האור של הקילונובה שהתקבלה. כעת, נתונים מאותם טלסקופים חשפו עדויות חזקות לכך שסטרונציום מסתחרר בחומר המגורש, יסוד כבד עם היסטוריה קוסמית שהיה קשה להסביר לנוכח כל מה שאסטרונומים יודעים על היקום.
כדור הארץ והחלל זרועים באלמנטים כימיים מסוגים שונים. חלקם קל להסביר; מימן, המורכב בצורתו הפשוטה ביותר של פרוטון אחד בלבד, היה קיים זמן קצר לאחר המפץ הגדול כשחלקיקים תת-אטומיים החלו להיווצר. הליום, עם שני פרוטונים, די קל להסביר גם כן. השמש שלנו מייצרת אותו כל הזמן, מנפצת יחד אטומי מימן דרך היתוך גרעיני בבטנו החמה והצפופה. אבל קשה יותר להסביר יסודות כבדים יותר כמו סטרונציום. במשך זמן רב חשבו הפיזיקאים כי היסודות החסונים הללו נוצרו בעיקר במהלך סופרנובות - כמו קילונובה אך בקנה מידה קטן יותר ונבע מפיצוץ של כוכבים מאסיביים בסוף חייהם. אך התברר כי סופרנובות בלבד אינן יכולות להסביר כמה יסודות כבדים קיימים ביקום.
סטרונציום שהופיע בעקבות התנגשות כוכבית נויטרונית ראשונה זו, יכול לעזור לאשר תיאוריה אלטרנטיבית, כי התנגשויות אלה בין חפצים אולטרה-סנדרטיים קטנים בהרבה מייצרים למעשה את רוב היסודות הכבדים שאנו מוצאים על פני כדור הארץ.
הפיזיקה לא צריכה סופרנובות או מיזוגים של כוכבי נויטרונים כדי להסביר כל אטום שמנמן בסביבה. השמש שלנו צעירה וקלילה יחסית, ולכן היא בעיקר ממזגת מימן להליום. אולם, כוכבים גדולים וישנים יותר יכולים להמזג אלמנטים כבדים כמו ברזל עם 26 הפרוטונים שלה, על פי נאס"א. עם זאת אף כוכב לא מתחמם או צפוף מספיק לפני הרגעים האחרונים בחייו כדי לייצר אלמנטים בין קובלט 27-פרוטון ואורניום בן 92-פרוטון.
ובכל זאת, אנו מוצאים יסודות כבדים יותר על כדור הארץ כל העת, כפי שציין זוג פיזיקאים במאמר משנת 2018 שפורסם בכתב העת Nature. לפיכך, התעלומה.
כמחצית מאותם יסודות כבדים במיוחד, כולל סטרונציום, נוצרים באמצעות תהליך המכונה "לכידת נויטרונים מהירה", או "תהליך ה- r" - סדרה של תגובות גרעיניות המתרחשות בתנאים קיצוניים ויכולות ליצור אטומים עם גרעינים צפופים עמוסים. עם פרוטונים ונויטרונים. אך מדענים טרם הבינו אילו מערכות ביקום קיצוניות מספיק כדי לייצר את הנפח העצום של אלמנטים בתהליך r שנראים בעולמנו.
היו שהציעו כי סופרנובות הן האשם. "עד לאחרונה, אסטרופיסיקאים טענו בזהירות כי האיזוטופים שנוצרו באירועי R-process מקורם בעיקר בסופרנובות של התמוטטות ליבה", כתבו עורכי הטבע בשנת 2018.
כך היה עובד רעיון הסופרנובה: כוכבים מפוצצים וגוססים יוצרים טמפרטורות ולחצים מעבר לכל מה שהם ייצרו בחיים, ויורקים חומרים מורכבים אל היקום בהבזקים קצרים ואלימים. זה חלק מהסיפור שקרל סייגן סיפר בשנות השמונים, כשאמר שכולנו עשויים מ"חומר כוכב ".
עבודה תיאורטית אחרונה, על פי המחברים של אותו מאמר Nature 2018, הראתה כי סופרנובות עשויות לא לייצר מספיק חומרים מעובדי R כדי להסביר את הוודאות שלהם ביקום.
הזן כוכבי נויטרונים. הגוויות העל-צפופות שנשארו אחרי כמה סופרנובות (שהושלמו רק על ידי חורים שחורים במסה לאינץ 'מעוקב) קטנטנות במונחים מהממים, קרובה בגודלה לערים אמריקאיות. אבל הם יכולים לעלות על כוכבים בגודל מלא. כאשר הם נטרפים זה לזה, הפיצוצים שנוצרים מנערים את מרקם המרחב-זמן בעוצמה רבה יותר מכל אירוע מלבד התנגשות של חורים שחורים.
ובאותם מיזוגים זועמים, אסטרונומים החלו לחשוד, יכולים להיווצר מספיק גורמים בתהליך r כדי להסביר את מספרם.
מחקרים מוקדמים של האור מההתנגשות בשנת 2017 העלו כי תיאוריה זו נכונה. אסטרונומים ראו עדויות לזהב ואורניום באופן בו האור סנן דרך החומר מהפיצוץ, כפי שדיווחה אז Live Science באותה עת, אך הנתונים עדיין היו מעורפלים.
מאמר חדש שפורסם אתמול (23 באוקטובר) בכתב העת Nature מציע את האישור הנחרץ ביותר לדיווחים המוקדמים הללו.
"למעשה הגענו לרעיון שאולי אנו רואים סטרונציום די מהר אחרי האירוע. עם זאת, הראו כי זה היה לכאורה המקרה התברר כקשה מאוד", כתב סופר המחקר ג'ונתן סלסינג, אסטרונום מאוניברסיטת קופנהגן, אמר בהצהרה.
אסטרונומים לא היו בטוחים באותה תקופה בדיוק כיצד ייראו אלמנטים כבדים בחלל. אבל הם ניתחו מחדש את נתוני 2017. והפעם, בהינתן זמן רב יותר לעבוד על הבעיה, הם מצאו "תכונה חזקה" לאור שהגיע מהקילונובה שמצביעה ממש על סטרונציום - חתימה על תהליך ה- r והעדות לכך שגורמים אחרים ככל הנראה נוצרו שם כ ובכן, הם כתבו בעיתון שלהם.
עם הזמן, ככל הנראה חלק מהחומר מאותו קילונובה ימצא את דרכו החוצה לגלקסיה, ואולי יהפוך לחלק מכוכבים או כוכבי לכת אחרים, אמרו. אולי בסופו של דבר זה יביא לפיזיקאים זרים לעתיד להביט לשמיים ולתהות מאיפה כל הדברים הכבדים האלה על עולמם הגיעו.
