Μετά τη «γέννησή» του στη Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν αποτελούνταν κυρίως από υδρογόνο και λίγα άτομα ηλίου. Αυτά είναι τα ελαφρύτερα στοιχεία του περιοδικού πίνακα. Όλα τα στοιχεία βαρύτερα από το ήλιο δημιουργήθηκαν στα 13.8 δισεκατομμύρια χρόνια που μεσολάβησαν από τη Μεγάλη Έκρηξη μέχρι σήμερα.
Τα αστέρια έπαιξαν μεγάλο ρόλο στη δημιουργία αυτών των βαρύτερων στοιχείων μέσω της πυρηνικής σύντηξης. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία μπορεί να δημιουργήσει μόνο στοιχεία τόσο βαριά όσο ο σίδηρος. Η δημιουργία οποιουδήποτε βαρύτερου στοιχείου θα απαιτούσε περισσότερη ενέργεια από αυτή που απελευθερώνει. Για να εξηγήσουν πώς υπάρχουν σήμερα αυτά τα βαρύτερα στοιχεία, οι επιστήμονες πρέπει να βρουν γεγονότα που θα μπορούσαν να τα παράγουν.
Ένα πιθανό γεγονός που ταιριάζει σε αυτή την περιγραφή είναι μια έκρηξη ακτίνων γάμμα (GRB) – μια από τις ισχυρότερες εκρήξεις στο σύμπαν. Αυτές οι εκρήξεις μπορεί να είναι ένα πεντάκις εκατομμύριο φορές φωτεινότερες από τον Ήλιο μας και προκαλούνται από διαφορετικούς τύπους γεγονότων.
Υπάρχουν δύο κύριες κατηγορίες εκρήξεων GRB: οι μακρές εκρήξεις και οι βραχείες εκρήξεις. Οι μακρές εκρήξεις GRB συμβαίνουν όταν πεθαίνουν μαζικά άστρα, ενώ οι βραχείες εκρήξεις συμβαίνουν όταν συγκρούονται δύο άστρα νετρονίων.
Τον Αύγουστο του 2017, μια σημαντική ανακάλυψη υποστήριξε αυτή τη θεωρία, όταν το LIGO και το Virgo εντόπισαν ένα σήμα από τη σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων, το οποίο ακολουθήθηκε από μια σύντομη έκρηξη ακτίνων γάμμα, γνωστή ως GRB 100817A. Οι παρατηρήσεις αποκάλυψαν ότι πολλά βαρέα στοιχεία παρήχθησαν κατά τη διάρκεια αυτού του συμβάντος.
Για να λειτουργήσει η διαδικασία, απαιτούνται συγκεκριμένες συνθήκες: υψηλή πυκνότητα, υψηλή θερμοκρασία και μεγάλος αριθμός διαθέσιμων ελεύθερων νετρονίων. Οι GRB είναι γεγονότα που μπορούν να παρέχουν αυτές τις απαραίτητες συνθήκες.
Ωστόσο, οι συγχωνεύσεις δύο αστέρων νετρονίων, όπως αυτή που προκάλεσε την GRB 170817A, είναι πολύ σπάνια φαινόμενα. Μπορεί να είναι τόσο σπάνιες που να μην αποτελούν σημαντική πηγή των βαρέων στοιχείων που βρίσκονται στο σύμπαν. Τι γίνεται όμως με της μακράς διάρκειας GRB;
Μια πρόσφατη μελέτη επικεντρώθηκε σε μια συγκεκριμένη μακρά έκρηξη ακτίνων γάμμα, την GRB 221009. Το γεγονός αυτό έχει ονομαστεί “The Boat” και θεωρείται το λαμπρότερο όλων των εποχών. Η έκρηξη εντοπίστηκε ως ένας παλμός έντονης ακτινοβολίας που πέρασε από το ηλιακό μας σύστημα στις 9 Οκτωβρίου 2022.
Η “The Boat” πυροδότησε μια εκτεταμένη εκστρατεία παρατήρησης παρόμοια με το συμβάν GRB 100817A. Παρά την εξαιρετική φωτεινότητά της – δεκαπλάσια από κάθε προηγούμενο κάτοχο ρεκόρ – τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) αποκάλυψαν ότι προκλήθηκε από μια μέση έκρηξη σουπερνόβα.
Η ομάδα του JWST διαπίστωσε επίσης ότι δεν υπήρχαν ενδείξεις βαρέων στοιχείων που παρήχθησαν από τη διαδικασία κατά τη διάρκεια της έκρηξης “The Boat”. Το εύρημα αυτό αμφισβητεί τις προηγούμενες πεποιθήσεις σχετικά με τη σχέση μεταξύ της φωτεινότητας των GRB και του μεγέθους του σουπερνόβα.
Συνολικά, τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι οι GRB μπορεί να μην είναι τόσο σημαντικές όσο πίστευαν κάποτε για την παραγωγή βαρέων στοιχείων στο σύμπαν. Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για τον εντοπισμό άλλων πιθανών πηγών αυτών των βασικών συστατικών.
Πηγή: Techmaniacs
