في عام 2017، التقط كاشفا LIGO وVirgo موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج نجمين نيوترونيين. وقد تلا ذلك وميض كيلونوفا (kilonova)، وهو انفجار كوني ساطع يُعتقد أنه مهد ولادة أثقل العناصر في الجدول الدوري. الذهب في المجوهرات، والبلاتين في المحفزات، واليوروبيوم في شاشات الهواتف الذكية، كل ذلك، وفق الأسطورة الجميلة، جاء إلينا من مثل هذه الكوارث. لكن عندما أعاد علماء الفلك حساب المخزون، تصدعت الأسطورة.

تخيل مِطرقة (forge) تُطرق فيها العناصر الثقيلة في بوتقة الكوارث النجمية. المطارق هي اندماجات النجوم النيوترونية. لكن المطارق تضرب نادراً جداً ومتأخراً جداً بحيث لا تستطيع أن تنتج كل هذا المعدن الذي نراه في قرص درب التبانة. لذلك قرر علماء الفيزياء الفلكية اختبار مطارق أخرى أكثر غرابة: الاندماجات السريعة التي تحدث بعد ولادة النجوم مباشرة تقريباً، واندماجات النجوم النيوترونية مع الثقوب السوداء.

بنى العلماء نموذجاً بايزياً موحداً للتطور الكيميائي للمجرة، يأخذ في الاعتبار حالات عدم اليقين في معدلات الاندماج، وتوزيع التأخير الزمني، وكتل المواد المقذوفة، والبيانات الرصدية. تضمن النموذج ثلاثة سيناريوهات: الاندماجات السريعة التي ترصدها كاشفات موجات الجاذبية؛ والاندماجات السريعة التي تفوتها الكاشفات؛ واندماجات النجوم النيوترونية مع الثقوب السوداء كقناة إضافية. لكل سيناريو، حُسب احتمال إعادة إنتاج العلاقة المرصودة بين [Eu/Fe] و[Fe/H] لنجوم القرص.

وكانت النتيجة قاسية. إذا كانت الاندماجات السريعة مرئية للكاشفات، فيجب أن تشكل أكثر من 98% من جميع اندماجات النجوم النيوترونية، أي ما يقرب من كل المطارق في المِطرقة. وإذا كانت غير مرئية، فيجب أن يكون معدلها أعلى بـ 17 مرة من معدل الاندماجات المتأخرة. أما اندماجات النجوم النيوترونية مع الثقوب السوداء، فحتى في ظل الافتراضات المتفائلة، فإن مساهمتها تقل عن 10%. بعبارة أخرى، يجب أن يأتي أكثر من 90% من إثراء عملية-آر من قناة غير معروفة تتبع معدل تشكل النجوم.

إلى أين اختفت المطارق المفقودة؟ ربما تكون المستعرات الأعظمية المغناطيسية الدوارة (magnetorotational supernovae)، وهي انفجارات نادرة لنجوم ضخمة ذات مجالات مغناطيسية قوية، أو النجوم المنهارة (collapsars). هذه الأحداث الغريبة تحدث بسرعة، تتبع ولادة النجوم مباشرة، وقد تصنع العناصر الثقيلة بالمعدل المطلوب. عمليات الرصد المستقبلية للنجوم الأكثر فقراً بالمعادن والنماذج المحسنة للمستعرات الأعظمية ستساعد في تضييق نطاق المرشحين. وحتى ذلك الحين، يبقى اللغز: في مِطرقة الكون، المطارق غير كافية، ونحن بدأنا للتو في البحث عن مكان اختبائها.