Onderzoekers van het Flatiron Institute (New York City, VS) hebben een tot nu toe onbekende manier ontdekt om de zwaarste atomen in het heelal te maken, zoals goud, platina en uranium. Ze hebben berekend dat één enkele uitbarsting van een zogeheten magnetar – een ster omgeven door magnetische velden die biljoenen keren zo sterk zijn als die van de aarde – in één klap het massa-equivalent van 27 manen aan deze elementen kan produceren (The Astrophysical Journal Letters). De ontdekking lost een decennialang mysterie op omtrent een gebeurtenis die in december 2004 door een ruimtetelescoop is geregistreerd: een uitbarsting van licht en deeltjes afkomstig van een magnetar. De betreffende ‘vlam’ duurde maar een paar seconden, maar daarbij kwam meer energie vrij dan onze zon in een miljoen jaar kan produceren. Hoewel de oorsprong van de uitbarsting al snel werd ontdekt, raakten astronomen destijds in verwarring door een tweede, zwakker signaal van de ster, dat tien minuten later zijn hoogtepunt bereikte. Dit tweede signaal bleef twintig jaar lang onverklaard. Maar nu hebben astronomen van het Flatiron Institute onthuld dat het onverklaarbare kleinere signaal werd veroorzaakt door de aanmaak van zware elementen zoals goud en platina. Ze schatten dat daarbij ongeveer een derde aardmassa aan zware elementen is gevormd. De meeste elementen die we nu kennen hebben niet altijd bestaan. Tijdens de oerknal werden alleen waterstof, helium en een beetje lithium gevormd. Hoe de lichtere elementen zijn gevormd begrijpen wetenschappers wel, maar over de productie van veel neutronen-rijke elementen, die zwaarder zijn dan ijzer, bestaat nog onduidelijkheid. Deze elementen, waaronder uranium en strontium, ontstaan bij een reeks kernreacties die het r-proces worden genoemd. Voor dit proces is een overvloed aan vrije neutronen nodig, maar die zijn alleen in extreme omgevingen te vinden, zoals bij supernova-explosies of botsende neutronensterren. Dit werd in 2017 door waarnemingen bevestigd, maar daarbij bleek ook dat zulke extreme gebeurtenissen niet alle bekende r-proces-elementen kunnen verklaren. De nu gepubliceerde berekeningen tonen aan dat ook magnetars een bron van deze zware elementen kunnen zijn, maar er zijn meer waarnemingen nodig om daar zekerheid over te krijgen. Ook is het denkbaar dat zware elementen op nog weer andere manieren kunnen ontstaan. (EE) (Image credit: NASA/JPL-Caltech)
