ستاره‌شناسان موفق به شناسایی یک ستاره‌ی بسیار نادر شده‌اند که می‌تواند به حل یکی از اسرار دیرینه اخترشناسی کمک کند: منشأ عناصر بسیار سنگین در جهان. این ستاره با نام LAMOST J0804+5740 در ساختار موسوم به «سوسیس گایا» (Gaia Sausage) قرار دارد؛ بقایای کهکشان کوتوله‌ای که حدود ۸ تا ۱۱ میلیارد سال پیش با راه‌شیری ادغام شده است. این نوع ستاره که به آن ستاره‌های تقویت‌شده با اکتینید گفته می‌شود، حاوی مقدار زیادی از عناصر پرتوزا مانند اورانیوم و توریوم است.
اکتینیدها سنگین‌ترین گروه جدول تناوبی‌اند و از طریق فرآیندی به نام r-process یا «فرآیند جذب سریع نوترون» شکل می‌گیرند؛ فرآیندی که تنها در محیط‌های بسیار پرانرژی مانند ادغام ستاره‌های نوترونی یا نوع خاصی از ابرنواخترها رخ می‌دهد. با این حال، منشأ دقیق r-process همچنان نامشخص باقی مانده است، زیرا مکان‌هایی که تاکنون برای وقوع آن شناسایی شده‌اند، نمی‌توانند به تنهایی فراوانی کنونی عناصر سنگین را در جهان توضیح دهند.
(منبع تصویر: آژانس فضایی اروپا (طرح هنری و ترکیب‌بندی)؛ کوپلمن، ویالابوس و هلمی (شبیه‌سازی))
مشاهدات از ستاره J0804+5740، که نخستین ستاره تقویت‌شده با اکتینید در ساختار سوسیس گایا محسوب می‌شود، اطلاعات شیمیایی بی‌سابقه‌ای فراهم کرده است. این اطلاعات می‌تواند به درک بهتر منشأ عناصر سنگین در کیهان کمک کند. دانشمندان از طریق طیف‌سنجی اتمی موفق شدند عناصر موجود در این ستاره را شناسایی کرده و دریابند که این ستاره، علی‌رغم داشتن فلزات بالا، به‌طور غیرمنتظره‌ای مقدار زیادی از عناصر r-process سبک مانند باریم، لانتان و سریم را نیز در خود دارد. این مقدار حتی چند برابر بیش از میزان آن‌ها در منظومه شمسی است.
به نظر می‌رسد چنین ستاره‌هایی بیشتر در کهکشان‌های کوچکتر و قدیمی‌تر شکل گرفته‌اند، چرا که بررسی حرکت‌شان نشان می‌دهد احتمال منشأ گرفتن آن‌ها از بیرون راه شیری دو برابر بیشتر است. یکی از سناریوهای نظری برای شکل‌گیری آن‌ها، انفجار نادری به نام ابرنواختر مغناطیسی-چرخشی است که می‌تواند محیطی مناسب برای تولید اکتینیدها فراهم کند.
با اینکه مدل‌های نظری نویدبخش هستند، هنوز عدم قطعیت‌هایی در آن‌ها وجود دارد و مشاهدات بیشتر برای تایید آن‌ها لازم است. انحرافات شیمیایی در J0804+5740 حاکی از آن است که تولید عناصر سنگین ممکن است پیچیده‌تر از آن‌چه تصور می‌شد باشد و چندین نوع r-process یا حتی فرآیندهای دیگری در این میان نقش داشته باشند.
در نهایت، این یافته‌ها نشان می‌دهند که ما هنوز تصویر کامل از منشأ عناصر سنگین در کیهان نداریم و باید در آینده با رصدهای بیشتر و مدل‌های پیشرفته‌تر، راز بزرگ r-process را کشف کنیم.
کشف یک ستاره بسیار نادر با نام LAMOST J0804+5740 که در بقایای کهکشانی به نام «سوسیس گایا» قرار دارد، گامی مهم در درک یکی از اسرار بزرگ اخترشناسی، یعنی منشأ عناصر بسیار سنگین در جهان، به‌شمار می‌رود. این ستاره که در یک کهکشان کوتوله بسیار قدیمی شکل گرفته و بعداً با راه شیری ادغام شده است، دارای ویژگی خاصی به نام “تقویت اکتینیدها” است. اکتینیدها گروهی از عناصر بسیار سنگین و رادیواکتیو مانند اورانیوم و توریوم هستند که منشأ آن‌ها در کیهان تاکنون به‌طور کامل مشخص نشده بود. دانشمندان می‌دانند که این عناصر از طریق فرآیندی به نام r-process یا “فرایند جذب سریع نوترون” تولید می‌شوند، که تنها در محیط‌های اخترفیزیکی بسیار شدید مانند ادغام ستاره‌های نوترونی یا برخی ابرنواخترها اتفاق می‌افتد. با این حال، هنوز نمی‌دانیم که این شرایط دقیقاً در کجا و چگونه پدید می‌آیند تا مقدار قابل توجهی از این عناصر را در سراسر کیهان تولید کنند.
تا به امروز فقط دو مکان احتمالی برای انجام r-process شناسایی شده‌اند: یکی برخورد ستاره‌های نوترونی و دیگری ستاره‌های نوترونی بسیار مغناطیسی به نام مگنتار. اما این مکان‌ها به‌تنهایی نمی‌توانند مقدار زیادی از عناصر سنگین مانند طلا، اورانیوم یا توریوم را که در کیهان وجود دارد، تولید کرده باشند. بنابراین، ستاره‌هایی مانند J0804+5740 به‌عنوان یک نمونه نادر، سرنخ‌های مهمی در اختیار اخترفیزیکدانان قرار می‌دهند. ستاره J0804+5740 نه‌تنها دارای مقدار زیادی عناصر سنگین مانند اورانیوم و توریوم است، بلکه برخلاف انتظار، در خود عناصر سبک‌تر مانند باریم، لانتان و سریم را نیز در مقادیری بیشتر از منظومه شمسی نشان می‌دهد. این ترکیب غیرعادی باعث شده که دانشمندان به این نتیجه برسند که احتمالاً بیش از یک نوع محیط یا رویداد اخترفیزیکی در شکل‌گیری این عناصر نقش دارد.
از آنجا که بیشتر ستارگان تقویت‌شده با اکتینیدها دارای فلزات کم هستند، کشف چنین ستاره‌ای با فلزات بالا (یعنی عناصر سنگین‌تر از هلیوم) بسیار غیرمعمول است. چنین کشفی نشان می‌دهد که r-process می‌تواند در محیط‌های بسیار متنوعی رخ دهد و برخلاف تصور پیشین، ممکن است در کهکشان‌های کوچک و قدیمی با شرایط خاص نیز اتفاق افتاده باشد. بررسی حرکت مداری این ستاره نیز نشان می‌دهد که احتمالاً از خارج از راه شیری به آن وارد شده و در کهکشانی کوچکتر متولد شده است. این امر می‌تواند نشان دهد که منشأ اکتینیدها بیشتر به کهکشان‌های کوتوله اولیه مربوط است که در تاریخ کیهان با راه شیری ادغام شده‌اند.
تکنیک استفاده‌شده برای کشف این ترکیبات، طیف‌سنجی اتمی است؛ روشی که در آن دانشمندان با بررسی نوری که از ستاره می‌آید، می‌توانند تشخیص دهند کدام عناصر در جو آن وجود دارد. عناصر مختلف در طول‌موج‌های متفاوتی از نور جذب ایجاد می‌کنند، که این الگوهای جذب می‌تواند ترکیب شیمیایی ستاره را فاش کند. یافته‌های به‌دست‌آمده از J0804+5740 بیانگر آن است که الگوی عناصر موجود در آن تا حد زیادی با الگوی r-process خورشیدی مطابقت دارد، اما در بعضی موارد انحرافاتی دیده می‌شود. این انحرافات نشان می‌دهند که یا بیش از یک نوع فرآیند r-process وجود دارد یا اینکه فرآیندهای دیگری نیز در کنار آن در تولید عناصر سنگین نقش دارند.
مدل‌های نظری فعلی احتمال می‌دهند که یک ابرنواختر بسیار خاص به نام «ابرنواختر مغناطیسی-چرخشی» (magneto-rotational supernova) می‌تواند محیط مناسب برای شکل‌گیری چنین عناصری فراهم کند. این نوع انفجارهای نادر می‌توانند باعث تولید محیط‌هایی بسیار غنی از نوترون شوند، که در آن‌ها عناصر اکتینیدی به‌طور مؤثر شکل می‌گیرند. اگرچه این مدل‌ها امیدوارکننده‌اند، اما هنوز با عدم قطعیت‌هایی همراه هستند و برای اثبات کامل آن‌ها نیاز به مشاهدات بیشتری داریم. داده‌های مربوط به ستاره J0804+5740، به همراه مشاهدات آینده و توسعه مدل‌های نظری پیشرفته‌تر، می‌توانند در نهایت به حل کامل معمای منشأ عناصر سنگین در جهان منجر شوند.
اهمیت کشف چنین ستاره‌ای تنها به ویژگی‌های شیمیایی آن محدود نمی‌شود، بلکه نشان‌دهنده مسیرهای پیچیده‌تر و متنوع‌تری برای شکل‌گیری عناصر در جهان است. این کشف نشان می‌دهد که ما هنوز تصویر کاملی از چگونگی تولید مواد سازنده جهان نداریم و باید نقش کهکشان‌های کوتوله، رویدادهای نادر و حتی ترکیب چند فرآیند مختلف را در تولید عناصر کیهانی مدنظر قرار دهیم. مطالعه دقیق‌تر چنین ستارگانی می‌تواند به درک بهتر تاریخ کیهان، تکامل شیمیایی کهکشان‌ها و در نهایت منشأ مواد تشکیل‌دهنده حیات در جهان بینجامد.
در پایان می‌توان گفت که LAMOST J0804+5740 نه‌تنها یک ستاره نادر با ویژگی‌های منحصربه‌فرد است، بلکه همچون قطعه‌ای گمشده از پازلی عظیم در فهم چگونگی پیدایش عناصر سنگین عمل می‌کند. این کشف مسیرهای جدیدی را در اخترفیزیک گشوده و نشان می‌دهد که هنوز نکات ناشناخته بسیاری درباره تاریخ شیمیایی کیهان وجود دارد که باید با تلسکوپ‌ها و مدل‌های پیشرفته‌تر کشف شوند. این ستاره نه‌تنها به درک منشأ اورانیوم و طلا و دیگر عناصر سنگین کمک می‌کند، بلکه پرسش‌های جدیدی نیز پیش‌روی دانشمندان قرار می‌دهد که می‌توانند آینده پژوهش‌های کیهانی را شکل دهند.
