We wszechświecie jest za dużo złota nikt nie wie skąd się wzięło

Oto problem: złoto jest pierwiastkiem, co oznacza, że ​​nie da się go stworzyć zwykłymi reakcjami chemicznymi – choć alchemicy próbowali tego od wieków. Aby wytworzyć świecący metal, musisz związać ze sobą 79 protonów i 118 neutronów, tworząc jedno jądro atomowe. To intensywna reakcja termojądrowa ale tak intensywna fuzja nie zdarza się wystarczająco często, przynajmniej nie w pobliżu, aby stworzyć gigantyczną skarbnicę złota, którą znajdujemy na Ziemi i gdzie indziej w Układzie Słonecznym. Nowe badanie wykazało, że najpowszechniejsze teoretyczne wyjaśnienie pochodzenie złota – zderzenia gwiazd neutronowych – również nie może wyjaśnić obfitości złota. Więc skąd pochodzi złoto? Istnieją inne możliwości, w tym supernowe tak intensywne, że odwracają gwiazdę na lewą stronę. Niestety, nawet takie dziwne zjawiska nie mogą wyjaśnić, w jaki sposób wszechświat jest “obwieszony złotem”, jak pokazują nowe badania.

Zderzenia gwiazd neutronowych budują złoto poprzez krótkie zmiażdżenie razem protonów i neutronów, a następnie wyrzucenie tych nowo związanych ciężkich jąder w przestrzeń. Zwykłe supernowe nie mogą wyjaśnić złota wszechświata, ponieważ gwiazdy wystarczająco masywne, aby stopić złoto przed śmiercią – co jest rzadkością – po eksplozji stają się czarnymi dziurami, powiedział Chiaki Kobayashi, astrofizyk z University of Hertfordshire w Wielkiej Brytanii i autor nowego badania. A w przypadku zwykłej supernowej to złoto zostaje wciągnięte do czarnej dziury.

A co z tymi dziwniejszymi supernowymi? Ten rodzaj eksplozji gwiazd, tak zwana supernowa magneto-rotacyjna, jest „bardzo rzadką supernową, wirującą bardzo szybko” – powiedział Kobayashi.

Umierając supernowa magneto-rotacyjna wiruje tak szybko i jest niszczona przez tak silne pola magnetyczne, że podczas eksplozji odwraca się na lewą stronę. Gdy umiera, gwiazda wystrzeliwuje w kosmos rozżarzone do białości strumienie materii. A ponieważ gwiazda została odwrócona na lewą stronę, jej dżety są pełne jąder złota. Gwiazdy, które w ogóle łączą złoto, są rzadkie. Gwiazdy, które łączą złoto, a następnie wyrzucają je w kosmos, są jeszcze rzadsze.

Ale nawet gwiazdy neutronowe i supernowe magneto-rotacyjne razem nie mogą wyjaśnić ziemskiej bonanzy złota, odkryli Kobayashi i jej koledzy.

„Są dwa etapy tego pytania”, powiedział. „Po pierwsze: łączenie się gwiazd neutronowych to za mało. Po drugie: nawet przy drugim źródle nadal nie możemy wyjaśnić zaobserwowanej ilości złota”.

Wcześniejsze badania wykazały, że zderzenia gwiazd neutronowych uwalniają deszcz złota, powiedziała. Ale te badania nie wyjaśniły rzadkości tych kolizji. Trudno jest dokładnie oszacować, jak często maleńkie gwiazdy neutronowe – same w sobie ultra-gęste pozostałości starożytnych supernowych – zderzają się ze sobą. Ale z pewnością nie jest to zbyt częste: naukowcy widzieli to tylko raz. Nawet przybliżone szacunki pokazują, że zderzają się one na tyle rzadko, by wyprodukować całe złoto znalezione w Układzie Słonecznym, odkryli Kobayashi i jej współautorzy.

„Ten artykuł nie jest pierwszym, który sugeruje, że zderzenia gwiazd neutronowych są niewystarczające do wyjaśnienia obfitości złota” – powiedział Ian Roederer, astrofizyk z University of Michigan, który poszukuje śladów rzadkich pierwiastków w odległych gwiazdach.

Jednak nowa praca Kobayashi i jej kolegów, opublikowana 15 września w The Astrophysical Journal, ma jedną wielką zaletę: jest niezwykle dokładna, powiedział Roederer. Naukowcy wlali mnóstwo danych i włączyli je do solidnych modeli ewolucji galaktyki i wytwarzania nowych chemikaliów.

„Artykuł zawiera odniesienia do 341 innych publikacji, co stanowi około trzykrotnie więcej odniesień niż w dzisiejszych typowych artykułach w The Astrophysical Journal” – powiedział Roederer.

Jak powiedział, zebranie wszystkich tych danych w pożyteczny sposób sprowadza się do „herkulesowego wysiłku”.

Autorzy byli w stanie wyjaśnić powstawanie atomów tak lekkich jak węgiel -12 (sześć protonów i sześć neutronów) i tak ciężkich jak uran -238 (92 protony i 146 neutronów). To imponujący zakres, powiedział Roederer, obejmując elementy, które są zwykle pomijane w tego typu badaniach.

Zderzenia gwiazd neutronowych wytworzyły w modelu stront. Jest to zgodne z obserwacjami strontu w kosmosie po zderzeniu jednej gwiazdy neutronowej, które naukowcy zaobserwowali bezpośrednio. Magneto-rotacyjne supernowe wyjaśniły obecność europu w ich modelu, kolejnego atomu, którego wyjaśnienie w przeszłości było trudne. Ale złoto pozostaje zagadką.

Coś, o czym naukowcy nie wiedzą, musi wytwarzać złoto, powiedział Kobayashi. Albo możliwe, że zderzenia gwiazd neutronowych robią o wiele więcej złota niż sugerują istniejące modele. W obu przypadkach astrofizycy wciąż mają wiele do zrobienia, zanim będą mogli wyjaśnić, skąd wzięły się te wszystkie wymyślne błyskotki.

Źródło: Rafi Letzter

The Origin of Elements from Carbon to Uranium

Zdjęcia: NASA/Swift/Dana Berry

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x