Zašto ima toliko zlata u poznatom univerzumu?

Previše je zlata u svemiru, ili barem u području gdje živimo. Možda to i nije problem jer jako cijenimo zlato. Stvar je u tome što niko ne zna odakle je došao. I ovo zaintrigira naučnike.

Budući da je Zemlja bila otopljena u vrijeme kada je nastala, gotovo svo zlato na našoj planeti u to vrijeme vjerovatno je potonulo u jezgro planete. Stoga se pretpostavlja da je većina zlata pronađena u Zemljina kora a plašt je kasnije donesen na Zemlju udarima asteroida tokom Kasnog teškog bombardiranja, prije oko 4 milijarde godina.

Na primjer nalazišta zlata u bazenu Witwatersrand u Južnoj Africi, najbogatiji poznati resurs zlato na zemlji, atribut. Međutim, ovaj scenario se trenutno dovodi u pitanje. Zlatonosne stijene Witwatersranda (1) su sastavljene između 700 i 950 miliona godina prije udara Vredefort meteorit. U svakom slučaju, vjerovatno je to bio još jedan vanjski utjecaj. Čak i ako pretpostavimo da zlato koje nalazimo u školjkama dolazi iznutra, mora da je došlo i odnekud iznutra.

1. Zlatonosne stijene bazena Witwatersrand u Južnoj Africi.

Dakle, odakle je svo naše zlato, a ne naše izvorno? Postoji nekoliko drugih teorija koje uključuju eksplozije supernove toliko snažne da ruše zvijezde. Nažalost, čak ni tako čudne pojave ne objašnjavaju problem.

što znači da se to ne može učiniti, iako su alhemičari pokušali prije mnogo godina. Get sjajni metalsedamdeset devet protona i 90 do 126 neutrona moraju biti povezani zajedno da bi se formiralo homogeno atomsko jezgro. Ovo . Takvo spajanje se ne dešava dovoljno često, ili barem ne u našem neposrednom kosmičkom susjedstvu, da bi se to objasnilo. gigantsko bogatstvo zlatakoje nalazimo na Zemlji iu njoj. Nova istraživanja su pokazala da su najčešće teorije o porijeklu zlata, tj. sudari neutronskih zvijezda (2) također ne daju sveobuhvatan odgovor na pitanje njegovog sadržaja.

Zlato će pasti u crnu rupu

Sada se to zna najtežih elemenata nastaju kada su jezgra atoma u zvijezdama zarobljena od strane molekula tzv neutroni. Za većinu starih zvijezda, uključujući i one otkrivene u patuljaste galaksije iz ove studije, proces se odvija brzo i stoga se naziva "r-proces", gdje "r" znači "brz". Postoje dva određena mjesta na kojima se proces teoretski odvija. Prvi potencijalni izvor je eksplozija supernove koja stvara velika magnetna polja - magnetna rotirajuća supernova. Drugi je spajanje ili kolizija dve neutronske zvezde.

Pogledajte proizvodnju teški elementi u galaksijama općenito, naučnici na Kalifornijskom institutu za tehnologiju proučavali su nekoliko obližnje patuljaste galaksije iz Keck teleskop nalazi se na Mauna Kei, Havaji. Željeli su vidjeti kada i kako su nastali najteži elementi u galaksijama. Rezultati ovih studija pružaju nove dokaze za tezu da se dominantni izvori procesa u patuljastim galaksijama javljaju na relativno dugim vremenskim skalama. To znači da su teški elementi stvoreni kasnije u istoriji Univerzuma. Budući da se vjeruje da su magnetno-rotacijske supernove fenomen ranijeg Univerzuma, zaostajanje u proizvodnji teških elemenata ukazuje na sudare neutronskih zvijezda kao njihov glavni izvor.

Spektroskopski potpisi teških elemenata, uključujući zlato, promatrane su u augustu 2017. od strane elektromagnetnih opservatorija u događaju spajanja neutronskih zvijezda GW170817 nakon što je potvrđeno da je događaj spajanje neutronskih zvijezda. Trenutni astrofizički modeli sugeriraju da jedno spajanje neutronskih zvijezda stvara između 3 i 13 masa zlata. više od svega zlata na zemlji.

Sudari neutronskih zvijezda stvaraju zlatojer kombinuju protone i neutrone u atomska jezgra, a zatim izbacuju nastala teška jezgra u svemir. Slični procesi, koji bi pored toga dali potrebnu količinu zlata, mogli bi se desiti tokom eksplozija supernove. "Ali zvijezde dovoljno masivne da proizvedu zlato u takvoj erupciji pretvaraju se u crne rupe", objasnio je za LiveScience Chiaki Kobayashi (3), astrofizičar sa Univerziteta Hertfordshire u Velikoj Britaniji i glavni autor najnovije studije na tu temu. Dakle, u normalnoj supernovi, zlato, čak i ako je formirano, usisava se u crnu rupu.

3. Chiaki Kobayashi sa Univerziteta Hertfordshire

Šta je sa ovim čudnim supernovama? Ova vrsta eksplozije zvijezde tzv magnetorotacijski supernove, veoma retka supernova. Dying Star tako se brzo okreće u njemu i okružen je njime jakog magnetnog poljada se sam prevrnuo kada je eksplodirao. Kada umre, zvijezda ispušta bijele, vruće mlazove materije u svemir. Pošto je zvezda okrenuta naopačke, njeni mlazovi su puni zlatnih jezgara. Zvezde koje sačinjavaju zlato su već retka pojava. Još su ređe zvezde koje stvaraju zlato i lansiraju ga u svemir.

Međutim, prema istraživačima, čak ni sudar neutronskih zvijezda i magnetno-rotacijskih supernova ne objašnjava odakle tolika količina zlata na našoj planeti. “Spajanje neutronskih zvijezda nije dovoljno,” kaže on. Kobayashi. “I nažalost, čak i uz dodatak ovog drugog potencijalnog izvora zlata, ova računica je netačna.”

Teško je tačno odrediti koliko često sićušne neutronske zvijezde, koji su vrlo gusti ostaci drevnih supernova, sudaraju se jedni s drugima. Ali ovo vjerovatno nije uobičajeno. Naučnici su ovo primetili samo jednom. Procjene pokazuju da se ne sudaraju dovoljno često da bi proizvele pronađeno zlato. Ovo su zaključci dame Kobayashi i njegovih kolega, koje su objavili u septembru 2020. u The Astrophysical Journal. Ovo nisu prva takva otkrića naučnika, ali je njegov tim prikupio rekordnu količinu istraživačkih podataka.

Zanimljivo je da autori objašnjavaju dosta detalja količina lakših elemenata pronađenih u svemiru, na primjer ugljik ¹²C, a takođe i teži od zlata, kao što je uranijum ²³⁸U. U njihovim modelima, količine takvih elemenata kao što je stroncijum mogu se objasniti sudarom neutronskih zvijezda, a europijum aktivnošću magnetno-rotacijskih supernova. To su bili elementi koji su ranije naučnicima zadavali poteškoće u objašnjavanju proporcija njihovog pojavljivanja u svemiru, ali zlato, tačnije njegova količina, i dalje ostaje misterija.