Zakaj je v znanem vesolju toliko zlata?

V vesolju ali vsaj na območju, kjer živimo, je preveč zlata. Morda to ni problem, saj zelo cenimo zlato. Stvar je v tem, da nihče ne ve, od kod je prišlo. In to navdušuje znanstvenike.

Ker je bila zemlja v času nastanka staljena, skoraj vse zlato na našem planetu je takrat verjetno potopilo v jedro planeta. Zato se domneva, da je večina zlata, najdenega v Zemljina skorja plašč pa so na Zemljo kasneje prinesli udarci asteroidov med poznim težkim bombardiranjem, pred približno 4 milijardami let.

Na primer nahajališča zlata v kotlini Witwatersrand v Južni Afriki, najbogatejši znani vir zlato na zemlji, atribut. Vendar je ta scenarij trenutno pod vprašajem. Zlatonosne kamnine Witwatersranda (1) so bili zloženi med 700 in 950 milijoni let pred udarcem meteorit Vredefort. Vsekakor je šlo verjetno za drug zunanji vpliv. Tudi če domnevamo, da zlato, ki ga najdemo v školjkah, prihaja od znotraj, je moralo priti tudi od nekje znotraj.

1. Zlatonosne kamnine porečja Witwatersrand v Južni Afriki.

Od kod je torej prvotno prišlo vse naše zlato in ne naše? Obstaja več drugih teorij o eksplozijah supernov, tako močnih, da se zvezde prevrnejo. Žal tudi tako čudni pojavi ne pojasnijo problema.

kar pomeni, da je to nemogoče narediti, čeprav so alkimisti poskušali pred mnogimi leti. Pridobite sijoča ​​kovina90 protonov in 126 do XNUMX nevtronov je treba povezati skupaj, da tvorijo enotno atomsko jedro. To . Takšna združitev se ne zgodi dovolj pogosto ali vsaj ne v naši neposredni kozmični soseščini, da bi jo razložila. velikansko bogastvo zlataki jih najdemo na Zemlji in v. Nove raziskave so pokazale, da najpogostejše teorije o izvoru zlata, t.j. trki nevtronskih zvezd (2) tudi ne dajejo izčrpnega odgovora na vprašanje njegove vsebine.

Zlato bo padlo v črno luknjo

Zdaj je to znano najtežji elementi nastane, ko jedra atomov v zvezdah ujamejo molekule, imenovane nevtroni. Za večino starih zvezd, vključno s tistimi v pritlikave galaksije iz te študije je postopek hiter in se zato imenuje "r-proces", kjer "r" pomeni "hiter". Obstajata dve določeni mesti, kjer teoretično poteka postopek. Prvo potencialno žarišče je eksplozija supernove, ki ustvari velika magnetna polja – magnetorotacijska supernova. Drugi je združevanje ali trčenje dve nevtronski zvezdi.

Oglejte si proizvodnjo težki elementi v galaksijah Na splošno so znanstveniki na Kalifornijskem inštitutu za tehnologijo v zadnjih letih preučevali več najbližje pritlikave galaksije od Teleskop Keka ki se nahaja na Mauna Kei na Havajih. Želeli so videti, kdaj in kako so nastali najtežji elementi v galaksijah. Rezultati teh študij zagotavljajo nove dokaze za tezo, da prevladujoči viri procesov v pritlikavih galaksijah nastanejo na relativno dolgih časovnih lestvicah. To pomeni, da so težki elementi nastali pozneje v zgodovini vesolja. Ker se magnetorotacijske supernove štejejo za pojav prejšnjega vesolja, zaostajanje pri nastajanju težkih elementov kaže na trke nevtronskih zvezd kot njihov glavni vir.

Spektroskopski znaki težkih elementov, vključno z zlatom, so avgusta 2017 opazili elektromagnetni observatoriji v dogodku združitve nevtronskih zvezd GW170817, potem ko je bil dogodek potrjen kot združitev nevtronskih zvezd. Trenutni astrofizični modeli kažejo, da en dogodek združitve nevtronske zvezde ustvari med 3 in 13 mas zlata. več kot vse zlato na zemlji.

Trki nevtronskih zvezd ustvarjajo zlato, ker združujejo protone in nevtrone v atomska jedra, nato pa nastala težka jedra izvržejo v prostor. Podobni procesi, ki bi poleg tega zagotovili potrebno količino zlata, bi se lahko zgodili med eksplozijami supernove. "Toda zvezde, ki so dovolj velike, da proizvedejo zlato v takšnem izbruhu, se spremenijo v črne luknje," je za LiveScience povedal Chiaki Kobayashi (3), astrofizik z univerze Hertfordshire v Združenem kraljestvu in glavni avtor najnovejše študije na to temo. Torej, v navadni supernovi se zlato, tudi če nastane, posrka v črno luknjo.

3. Chiaki Kobayashi z univerze Hertfordshire

Kaj pa te čudne supernove? Ta vrsta eksplozije zvezde, ti magnetorotacijski supernove, zelo redka supernova. umirajoča zvezda tako hitro se vrti v njej in je obkrožen z njo močno magnetno poljeda se je sam prevrnil, ko je počilo. Ko umre, zvezda sprošča vroče bele curke snovi v vesolje. Ker je zvezda obrnjena navzven, so njeni curki polni zlatih jeder. Tudi zdaj so zvezde, ki sestavljajo zlato, redek pojav. Še redkeje so zvezde, ki ustvarjajo zlato in ga izstreljujejo v vesolje.

Vendar pa po mnenju raziskovalcev niti trk nevtronskih zvezd in magnetorotacijskih supernov ne pojasni, od kod tako obilo zlata na našem planetu. "Združitve nevtronskih zvezd niso dovolj," pravi. Kobayashi. "In na žalost je ta izračun napačen tudi z dodajanjem tega drugega potencialnega vira zlata."

Težko je natančno določiti, kako pogosto drobne nevtronske zvezde, ki so zelo gosti ostanki starodavnih supernov, trčijo med seboj. Ampak to verjetno ni zelo pogosto. Znanstveniki so to opazili le enkrat. Ocene kažejo, da ne trčijo dovolj pogosto, da bi proizvedli najdeno zlato. To so sklepi gospe Kobayashi in njegovih sodelavcev, ki so jih objavili septembra 2020 v The Astrophysical Journal. To niso prve tovrstne ugotovitve znanstvenikov, vendar je njegova ekipa zbrala rekordno količino raziskovalnih podatkov.

Zanimivo je, da avtorji razlagajo precej podrobno količina lažjih elementov, ki jih najdemo v vesolju, kot je ogljik ¹²C, in tudi težji od zlata, kot je uran ²³⁸U. V njihovih modelih je mogoče količine takega elementa, kot je stroncij, pojasniti s trkom nevtronskih zvezd, evropija pa z aktivnostjo magnetorotacijskih supernov. To so bili elementi, za katere so znanstveniki včasih težko razlagali razmerja njihovega pojavljanja v vesolju, zlato oziroma njegova količina pa je še vedno uganka.