Zašto ima toliko zlata u poznatom svemiru?

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

Budući da je zemlja bila otopljena u vrijeme kada je nastala, gotovo svo zlato na našem planetu u to vrijeme vjerojatno je uronilo u jezgru planeta. Stoga se pretpostavlja da je većina zlata pronađenog u Zemljina kora a plašt je na Zemlju donio kasnije udarima asteroida tijekom kasnog teškog bombardiranja, prije oko 4 milijarde godina.

Na primjer nalazišta zlata u bazenu Witwatersrand u Južnoj Africi, najbogatiji poznati resurs zlato Zemlje, atribut. Međutim, ovaj scenarij se trenutno dovodi u pitanje. Zlatonosne stijene Witwatersranda (1) bili su naslagani između 700 i 950 milijuna godina prije udara meteorit Vredefort. U svakom slučaju, vjerojatno je bio još jedan vanjski utjecaj. Čak i ako pretpostavimo da zlato koje nalazimo u školjkama dolazi iznutra, ono je također moralo doći odnekud iznutra.

1. Zlatonosne stijene bazena Witwatersrand u Južnoj Africi.

Dakle, odakle je sve naše zlato, a ne naše izvorno? Postoji nekoliko drugih teorija o eksplozijama supernove toliko snažnim da se zvijezde prevrću. Nažalost, čak ni tako čudne pojave ne objašnjavaju problem.

što znači da je to nemoguće učiniti, iako su alkemičari pokušali prije mnogo godina. Dobiti sjajni metalsedamdeset devet protona i 90 do 126 neutrona moraju biti vezani zajedno kako bi tvorili jednoličnu atomsku jezgru. Ovo je . Takvo se spajanje ne događa dovoljno često, ili barem ne u našem neposrednom kozmičkom susjedstvu, da bi se to objasnilo. divovsko bogatstvo zlatakoje nalazimo na Zemlji i u. Nova istraživanja su pokazala da najčešće teorije o podrijetlu zlata, t.j. sudari neutronskih zvijezda (2) također ne daju iscrpan odgovor na pitanje njegovog sadržaja.

Zlato će pasti u crnu rupu

Sada se to zna najtežih elemenata nastala kada jezgre atoma u zvijezdama zarobe molekule tzv neutroni. Za većinu starih zvijezda, uključujući one koje se nalaze u patuljaste galaksije iz ove studije, proces je brz i stoga se naziva "r-proces", gdje "r" označava "brz". Postoje dva određena mjesta na kojima se proces teoretski odvija. Prvo potencijalno žarište je eksplozija supernove koja stvara velika magnetska polja – magnetorotacijska supernova. Drugi je spajanje ili sudaranje dvije neutronske zvijezde.

Pogledajte proizvodnju teški elementi u galaksijama Općenito, znanstvenici s Kalifornijskog instituta za tehnologiju posljednjih su godina proučavali nekoliko najbliže patuljaste galaksije iz Teleskop Keka nalazi se na Mauna Kei na Havajima. Željeli su vidjeti kada i kako su nastali najteži elementi u galaksijama. Rezultati ovih studija daju nove dokaze za tezu da dominantni izvori procesa u patuljastim galaksijama nastaju na relativno dugim vremenskim skalama. To znači da su teški elementi stvoreni kasnije u povijesti svemira. Budući da se magnetorotacijske supernove smatraju fenomenom ranijeg svemira, zaostajanje u proizvodnji teških elemenata ukazuje na sudare neutronskih zvijezda kao njihov glavni izvor.

Spektroskopski znakovi teških elemenata, uključujući zlato, promatrani su u kolovozu 2017. od strane elektromagnetskih zvjezdarnica u događaju spajanja neutronskih zvijezda GW170817 nakon što je događaj potvrđen kao 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 zlato, jer spajaju protone i neutrone u atomske jezgre, a zatim izbacuju rezultirajuće teške jezgre u prostor. Slični procesi, koji bi uz to dali potrebnu količinu zlata, mogli bi se dogoditi tijekom eksplozija supernove. "Ali zvijezde dovoljno masivne da proizvedu zlato u takvoj erupciji pretvaraju se u crne rupe", rekao je za LiveScience Chiaki Kobayashi (3), astrofizičar sa Sveučilišta Hertfordshire u Velikoj Britaniji i glavni autor najnovije studije na tu temu. Dakle, u običnoj supernovi, zlato, čak i ako nastane, usisava se u crnu rupu.

3. Chiaki Kobayashi sa Sveučilišta Hertfordshire

Što je s tim čudnim supernovama? Ova vrsta eksplozije zvijezde, tzv magnetorotacijski supernove, vrlo rijetka supernova. zvijezda na samrti tako se brzo vrti u njemu i njime je okružen jako magnetsko poljeda se sam prevrnuo kad je eksplodirao. Kada umre, zvijezda ispušta vruće bijele mlazove materije u svemir. Budući da je zvijezda okrenuta iznutra prema van, njezini su mlazovi puni zlatnih jezgri. Čak i sada, zvijezde koje čine zlato su rijedak fenomen. Još su rjeđe zvijezde koje stvaraju zlato i lansiraju ga u svemir.

Međutim, prema istraživačima, čak ni sudar neutronskih zvijezda i magnetorotacijskih supernova ne objašnjava odakle tolika količina zlata na našem planetu. "Spajanje neutronskih zvijezda nije dovoljno", kaže on. Kobayashi. "I nažalost, čak i uz dodatak ovog drugog potencijalnog izvora zlata, ovaj izračun je pogrešan."

Teško je točno odrediti koliko često malene neutronske zvijezde, koji su vrlo gusti ostaci drevnih supernova, sudaraju se jedni s drugima. Ali to vjerojatno nije baš uobičajeno. Znanstvenici su to primijetili samo jednom. Procjene pokazuju da se ne sudaraju dovoljno često da bi proizvele pronađeno zlato. Ovo su zaključci gospođe Kobayashi i njegovih kolega, koje su objavili u rujnu 2020. u The Astrophysical Journalu. Ovo nisu prva takva otkrića znanstvenika, ali je njegov tim prikupio rekordnu količinu istraživačkih podataka.

Zanimljivo je da autori pobliže objašnjavaju količina lakših elemenata pronađenih u svemiru, kao što je ugljik ¹²C, a također je teži od zlata, kao što je uran ²³⁸U. U njihovim modelima, količine takvog elementa kao što je stroncij mogu se objasniti sudarom neutronskih zvijezda, a europija djelovanjem magnetorotacijskih supernova. Bili su to elementi za koje su znanstvenici nekada teško objašnjavali razmjere njihovog pojavljivanja u svemiru, ali zlato, odnosno njegova količina, još uvijek je misterij.