>> सुजाता बाबर
परिभ्रमण करताना सर्वांत घन वस्तुमान असलेल्या न्यूट्रॉन ताऱ्यांची टक्कर होत त्यातून प्रचंड ऊर्जा तयार होते आणि याच क्षणी विश्वातील सोने, प्लॅटिनम, युरेनियमसारख्या अत्यंत जड मूलद्रव्यांचा जन्म होतो.
आपल्या अंगठीतले सोने, प्रयोगशाळेतील प्लॅटिनम किंवा इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये वापरली जाणारी काही जड मूलद्रव्ये नेमकी कुठे तयार झाली? हा प्रश्न विज्ञानाला अनेक दशकांपासून भेडसावत होता. हायड्रोजन आणि हेलियमसारखी हलकी मूलद्रव्ये विश्वाच्या आरंभी निर्माण झाली, तर कार्बन, ऑक्सिजन, सिलिकॉन, लोखंड यासारखी तुलनेने जड मूलद्रव्ये ताऱयांच्या अंतर्गत केंद्र भागात घडणाऱया अणुसंश्लेषणातून तयार होतात. परंतु सोन्यासारखी, प्लॅटिनमसारखी आणि युरेनियमसारखी अत्यंत जड मूलद्रव्ये नेमकी कुठे तयार होतात याचे उत्तर दीर्घकाळ अस्पष्ट होते. अशा जड मूलद्रव्यांच्या निर्मितीत न्यूट्रॉन ताऱयांच्या टकरीची भूमिका अत्यंत महत्त्वाची आहे.
न्यूट्रॉन तारा म्हणजे प्रचंड वस्तुमान असलेल्या ताऱयाच्या मृत्यूनंतर उरलेला अतिशय घन अवशेष. जेव्हा एखादा महाकाय तारा आपले अणुइंधन संपवतो तेव्हा त्याच्या केंद्राचा गुरुत्वाकर्षणाखाली कोसळून सुपरनोव्हा स्फोट होतो. काही वेळा या प्रक्रियेनंतर उरतो तो न्यूट्रॉन तारा, सुमारे शहराएवढय़ा आकाराचा, पण सूर्याइतके किंवा त्याहून अधिक वस्तुमान असलेला. या ताऱयाची घनता इतकी अफाट असते की एका चमचाभर पदार्थाचे वजन पृथ्वीवर अब्जावधी टन इतके असू शकते. म्हणजेच न्यूट्रॉन तारा हा विश्वातील सर्वांत घन वस्तूंपैकी एक आहे. कधी कधी दोन न्यूट्रॉन तारे एकमेकांभोवती परिभ्रमण करत असतात. ते गुरुत्वीय तरंगांच्या रूपाने ऊर्जा गमावत जातात आणि हळूहळू एकमेकांच्या अधिक जवळ येतात. अखेरीस अब्जावधी वर्षांच्या या नृत्याचा शेवट एका प्रचंड टकरीत होतो. ही टक्कर क्षणभराची असली तरी तिच्यात मुक्त होणारी ऊर्जा अविश्वसनीय असते. याच क्षणी विश्वातील काही अत्यंत जड मूलद्रव्यांचा जन्म होतो. या प्रक्रियेचा केंद्रबिंदू म्हणजे जलद न्यूट्रॉन संकलन प्रक्रिया. सोन्यासारखी जड मूलद्रव्ये तयार होण्यासाठी अणुकेंद्रकांनी अतिशय वेगाने मोठय़ा संख्येने न्यूट्रॉन्स पकडणे आवश्यक असते. सामान्य ताऱयांच्या केंद्र भागात अशी परिस्थिती सहसा निर्माण होत नाही. पण न्यूट्रॉन ताऱयांच्या टकरीत मात्र अत्यंत न्यूट्रॉन-समृद्ध पदार्थ प्रचंड वेगाने अवकाशात फेकला जातो. तापमान अब्जावधी अंशांपर्यंत पोहोचते, दाब प्रचंड असतो आणि न्यूट्रॉन्सची संख्या अफाट असते. अशा वातावरणात अणुकेंद्रके झपाटय़ाने न्यूट्रॉन्स पकडतात आणि काही क्षणांतच लोखंडापेक्षा जड, अत्यंत जड मूलद्रव्ये तयार होऊ लागतात. या साखळीतून अखेरीस सोने, प्लॅटिनम, थोरियम, युरेनियम यासारखी मूलद्रव्ये जन्माला येतात. ही कल्पना केवळ सिद्धांतापुरती मर्यादित राहिली नाही. 2017 मध्ये खगोलशास्त्रात ऐतिहासिक घटना घडली. लायगो आणि व्हर्गो वेधशाळांनी 170817 नावाचा गुरुत्वीय तरंग सिग्नल नोंदवला. हा सिग्नल दोन न्यूट्रॉन ताऱयांच्या टकरीतून निर्माण झाला होता. त्यानंतर जगभरातील दुर्बिणींनी त्या घटनेचे विद्युतचुंबकीय निरीक्षण केले. संशोधकांना एक विशेष प्रकारचा स्फोट दिसला, ज्याला किलोनोव्हा म्हणतात. या किलोनोव्हाच्या प्रकाशात जड मूलद्रव्यांच्या निर्मितीची रासायनिक स्वाक्षरी दडलेली होती. एका टकरीत पृथ्वीच्या वस्तुमानाच्या अनेक पट जड मूलद्रव्ये निर्माण झाली असावीत; त्यात सोने-प्लॅटिनमसारख्या मूलद्रव्यांचाही समावेश असण्याची दाट शक्यता होती.
आपल्या दागिन्यांतील सोन्याचे अणू कदाचित अब्जावधी वर्षांपूर्वी दोन न्यूट्रॉन ताऱ्यांच्या टकरीत जन्माला आले असतील. त्या टकरीतून तयार झालेले जड मूलद्रव्यांचे ढग आकाशगंगेत पसरले, पुढे नवीन तारे आणि ग्रह तयार झाले आणि त्याच पदार्थापासून पृथ्वीही घडली. म्हणजेच आपल्या हातातील सोन्यात विश्वाच्या एका प्राचीन टकरीची आठवण दडलेली आहे. सर्व सोने फक्त न्यूट्रॉन ताऱ्यांच्या टकरीतूनच तयार होते की काही प्रमाणात ते विशिष्ट प्रकारच्या सुपरनोव्हा स्फोटांतूनही तयार होते? आकाशगंगेच्या सुरुवातीच्या काळात जेव्हा न्यूट्रॉन ताऱ्यांच्या टकरीसाठी पुरेसा वेळ मिळाला नसेल तेव्हा जड मूलद्रव्ये कुठून आली? या प्रश्नांची उत्तरे शोधण्यासाठी संशोधक अणुभौतिकी, संगणकीय प्रतिकृती आणि गुरुत्वीय तरंगांचे नवे निरीक्षण यांचा आधार घेत आहेत. ‘सोने कुठे तयार झाले?’ हा वरकरणी साधा प्रश्न आपल्याला थेट विश्वातील सर्वांत स्फोटक, सर्वांत ऊर्जायुक्त घटनांपर्यंत घेऊन जातो. आपल्या पृथ्वीवरील काही सर्वांत मौल्यवान धातूंचा जन्म ताऱयांच्या शांत प्रकाशात नव्हे, तर न्यूट्रॉन ताऱ्यांच्या महाभयंकर टकरीत झाला आहे.
(लेखिका खगोल अभ्यासक आहेत.)
