Зашто има толико злата у познатом универзуму?

Превише је злата у свемиру, или барем у области у којој живимо. Можда то и није проблем јер ми веома ценимо злато. Ствар је у томе што нико не зна одакле је дошао. И ово интригира научнике.

Пошто је Земља била растопљена у време када је настала, скоро сво злато на нашој планети у то време вероватно је потонуло у језгро планете. Стога се претпоставља да је већина злата пронађеног у Земљина кора а плашт је касније донет на Земљу ударима астероида током Касног тешког бомбардовања, пре око 4 милијарде година.

На пример налазишта злата у басену Витватерсранд у Јужној Африци, најбогатији познати ресурс злато на земљи, атрибут. Међутим, овај сценарио се тренутно доводи у питање. Златоносне стене Витватерсранда (1) су састављене између 700 и 950 милиона година пре удара Вредефорт метеорит. У сваком случају, вероватно је то био још један спољни утицај. Чак и ако претпоставимо да злато које налазимо у шкољкама долази изнутра, мора да је такође дошло однекуд изнутра.

1. Златоносне стене басена Витватерсранд у Јужној Африци.

Дакле, одакле је сво наше злато, а не наше првобитно? Постоји неколико других теорија које укључују експлозије супернове толико моћне да руше звезде. Нажалост, чак ни тако чудне појаве не објашњавају проблем.

што значи да се то не може учинити, иако су алхемичари покушали пре много година. Добити сјајни металседамдесет девет протона и 90 до 126 неутрона морају бити повезани заједно да би се формирало хомогено атомско језгро. Ово . Такво спајање се не дешава довољно често, или барем не у нашем непосредном космичком суседству, да би се то објаснило. гигантско богатство златакоје налазимо на Земљи и у. Нова истраживања су показала да најчешће теорије о пореклу злата, тј. судари неутронских звезда (2) такође не дају свеобухватан одговор на питање његовог садржаја.

Злато ће пасти у црну рупу

Сада је познато да најтежих елемената настају када су језгра атома у звездама заробљена молекулима тзв неутрони. За већину старих звезда, укључујући и оне откривене у патуљасте галаксије из ове студије, процес се одвија брзо и стога се назива "р-процес", где "р" значи "брз". Постоје два одређена места где се процес теоретски одвија. Први потенцијални извор је експлозија супернове која ствара велика магнетна поља – магнетна ротациона супернова. Други је спајање или судар две неутронске звезде.

Погледајте продукцију тешки елементи у галаксијама генерално, научници са Калифорнијског технолошког института су проучавали неколико оближње патуљасте галаксије из Кецк телескоп налази се на Мауна Кеи, Хаваји. Желели су да виде када и како су настали најтежи елементи у галаксијама. Резултати ових студија пружају нове доказе за тезу да се доминантни извори процеса у патуљастим галаксијама јављају на релативно дугим временским скалама. То значи да су тешки елементи створени касније у историји Универзума. Пошто се верује да су магнетно-ротационе супернове феномен ранијег Универзума, заостајање у производњи тешких елемената указује на сударе неутронских звезда као њихов главни извор.

Спектроскопски потписи тешких елемената, укључујући злато, примећене су у августу 2017. од стране електромагнетних опсерваторија у догађају спајања неутронских звезда ГВ170817 након што је потврђено да је догађај спајање неутронских звезда. Тренутни астрофизички модели сугеришу да једно спајање неутронских звезда генерише између 3 и 13 маса злата. више од свега злата на земљи.

Судари неутронских звезда стварају злато, јер комбинују протоне и неутроне у атомска језгра, а затим избацују настала тешка језгра у простор. Слични процеси, који би поред тога обезбедили потребну количину злата, могли би се десити и приликом експлозија супернове. „Али звезде довољно велике да произведу злато у таквој ерупцији претварају се у црне рупе“, објаснио је за ЛивеСциенце Цхиаки Кобаиасхи (3), астрофизичар са Универзитета Хертфордшир у Великој Британији и главни аутор најновије студије на ту тему. Дакле, у нормалној супернови, злато, чак и ако се формира, усисава се у црну рупу.

3. Цхиаки Кобаиасхи са Универзитета Хертфордсхире

Шта је са овим чудним суперновама? Ова врста експлозије звезде, тзв супернова магнеторотациони, веома ретка супернова. Диинг Стар тако се брзо врти у њему и њиме је окружен јако магнетно пољеда се сам преврнуо када је експлодирао. Када умре, звезда испушта беле, вруће млазове материје у свемир. Пошто је звезда окренута наопачке, њени млазови су пуни златних језгара. Звезде које чине злато су већ ретка појава. Још ређе су звезде које стварају злато и лансирају га у свемир.

Међутим, према истраживачима, чак ни судар неутронских звезда и магнетно-ротационих супернова не објашњава одакле је дошло такво обиље злата на нашој планети. „Спајање неутронских звезда није довољно“, каже он. Кобаиасхи. „И нажалост, чак и са додатком овог другог потенцијалног извора злата, ова калкулација је нетачна.

Тешко је тачно одредити колико често ситне неутронске звезде, који су веома густи остаци древних супернова, сударају се једни са другима. Али ово вероватно није уобичајено. Научници су ово приметили само једном. Процене показују да се не сударају довољно често да би произвеле пронађено злато. Ово су закључци госпође Кобаиасхи и његове колеге, које су објавили у септембру 2020. у Тхе Астропхисицал Јоурнал. Ово нису први такви налази научника, али је његов тим прикупио рекордну количину истраживачких података.

Занимљиво, аутори објашњавају доста детаља количина лакших елемената пронађених у универзуму, на пример угљеник ¹²Ц, а такође и тежи од злата, као што је уранијум ²³⁸У. У њиховим моделима, количине таквих елемената као што је стронцијум могу се објаснити сударом неутронских звезда, а европијум активношћу магнетно-ротационих супернова. То су били елементи који су раније научницима задавали тешкоће да објасне размере њиховог појављивања у свемиру, али злато, тачније његова количина, и даље остаје мистерија.