کل هستی ما از بدن انسان تا ستارگان درخشان، از عناصری تشکیل شده است. اما راز شکل‌گیری بسیاری از این عناصر، به ویژه عناصر سنگین‌تر از هلیم، همچنان یک معما باقی مانده است.
به گزارش بخش نجوم رسانه اخبار تکنولوژی تک فاکس، در طی 13.8 میلیارد سال پس از انفجار بزرگ، تقریبا تمامی عناصر سنگین‌تر از هلیم شکل گرفته‌اند. هیدروژن و هلیوم سبک‌ترین عناصر و تنها بازمانده‌های انفجار بزرگ هستند. ستارگان از طریق همجوشی هسته‌ای، تعداد قابل توجهی از این عناصر سنگین‌تر را تولید میکنند، اما این فرآیند تنها تا آهن پیش می‌رود. ساخت عناصر سنگین‌تر انرژی مصرف می‌کند و نه آزاد می‌سازد.
برای درک منشأ این عناصر سنگین در جهان هستی، نیازمند شناسایی پدیده‌هایی هستیم که قادر به تولید آن‌ها باشند. فوران‌های گاما (GRB) به عنوان قدرتمندترین انفجارهای شناخته‌شده، یکی از گزینه‌های محتمل به نظر می‌رسند. این انفجارها می‌توانند درخششی معادل یک تریلیون برابر خورشید داشته باشند و منشأ آن‌ها احتمالا به چندین نوع رویداد کیهانی بازمی‌گردد.
فوران‌های کوتاه‌مدت GRB تنها چند ثانیه به طول می‌انجامند. اعتقاد بر این است که این انفجارها ناشی از برخورد دو ستاره نوترونی، یعنی ستارگان مرده و بسیار متراکم، رخ می‌دهند. کشف امواج گرانشی ناشی از برخورد دو ستاره نوترونی در سال ۲۰۱۷ توسط آشکارگرهای لایگو و ویرگو در آمریکا، گواهی بر این نظریه است.
چند ثانیه پس از این کشف، فوران گامای کوتاه GRB 170817A نیز از همان جهت در آسمان شناسایی شد. این رویداد توجه بی‌سابقه‌ای را به خود جلب کرد و تقریبا تمامی تلسکوپ‌های زمینی به مدت چند هفته به سمت آن نشانه‌گیری شدند تا بتوانند پس‌آیند این انفجار را مورد مطالعه قرار دهند.
مشاهدات انجام‌شده، وجود یک کیلونووا (انفجاری ضعیف‌تر از ابرنواختر) در محل GRB 170817A را تایید کرد. نکته‌ی قابل توجه این مشاهدات، کشف شواهدی دال بر تولید عناصر سنگین متعدد در طی این انفجار بود. محققان بر اساس تجزیه و تحلیل این رویداد در مجله‌ی Nature، نشان دادند که کیلونووا احتمالا دو نوع متفاوت از بقایا یا برون‌داده تولید کرده است. یکی متشکل از عناصر سبک و دیگری حاوی عناصر سنگین بود.
همانطور که پیش‌تر اشاره شد، همجوشی هسته‌ای قادر به تولید عناصر سنگین‌تر از آهن نیست. اما فرآیند دیگری به نام فرآیند سریع جذب نوترون (r-process) وجود دارد که می‌تواند راز تولید این عناصر را برای ما آشکار کند. در این فرآیند، هسته‌های عناصر سنگین‌تر مانند آهن، طی مدت زمان کوتاهی تعداد زیادی از نوترون‌ها را جذب کرده و به سرعت جرم خود را افزایش می‌دهند و در نتیجه، عناصر بسیار سنگین‌تری را تشکیل می‌دهند. با این حال، برای وقوع r-process، شرایط ویژه‌ای همچون تراکم بالا، دمای بسیار زیاد و تعداد فراوانی از نوترون‌های آزاد مورد نیاز است که به نظر می‌رسد فوران‌های گاما قادر به فراهم کردن این شرایط هستند.
اما برخورد دو ستاره نوترونی، همانند رویدادی که منجر به پیدایش کیلونووا GRB 170817A شد، پدیده‌ای بسیار نادر است. در واقع، نادر بودن این رویدادها می‌تواند آن‌ها را به عنوان منشأ اصلی عناصر سنگین موجود در جهان هستی با تردید مواجه کند. حال سوال اینجاست که فوران‌های بلندمدت GRB چه نقشی در این معما ایفا میکنند؟
مطالعه‌ی اخیر بر روی یک فوران گامای بلندمدت خاص به نام GRB 221009، که لقب «درخشان‌ترینِ تمام زمان‌ها» (BOAT) را به خود اختصاص داده است، نتایج جالبی به همراه داشت. این فوران در تاریخ ۹ اکتبر ۲۰۲۲ به صورت پالس تابش شدید در سراسر منظومه شمسی شناسایی شد.
