Hvorfor er det så mye gull i det kjente universet?

Det er for mye gull i universet, eller i det minste i området der vi bor. Kanskje dette ikke er noe problem, for vi setter gull veldig høyt. Saken er at ingen vet hvor den kom fra. Og dette fascinerer forskere.

Fordi jorden var smeltet da den ble dannet, nesten alt gullet på planeten vår på den tiden stupte sannsynligvis inn i planetens kjerne. Derfor antas det at det meste av gullet som finnes i jordskorpen og mantelen ble brakt til jorden senere ved asteroide-nedslag under det sene tunge bombardementet, for rundt 4 milliarder år siden.

Et eksempel gullforekomster i Witwatersrand-bassenget i Sør-Afrika, den rikeste ressursen kjent gull på jorden, Egenskap. Imidlertid stilles det spørsmålstegn ved dette scenariet. Gullbærende bergarter ved Witwatersrand (1) ble stablet mellom 700 og 950 millioner år før nedslaget Vredefort-meteoritten. Uansett var det nok en annen ytre påvirkning. Selv om vi antar at gullet vi finner i skjellene kommer innenfra, må det også ha kommet innenfra et sted.

1. Gullbærende bergarter i Witwatersrand-bassenget i Sør-Afrika.

Så hvor kom alt gullet vårt og ikke vårt opprinnelig fra? Det er flere andre teorier om supernovaeksplosjoner så kraftige at stjerner velter. Dessverre forklarer ikke selv slike merkelige fenomener problemet.

som betyr at det er umulig å gjøre, selv om alkymistene prøvde for mange år siden. Få skinnende metallsyttini protoner og 90 til 126 nøytroner må bindes sammen for å danne en enhetlig atomkjerne. Dette er . En slik sammenslåing skjer ikke ofte nok, eller i det minste ikke i vårt umiddelbare kosmiske nabolag, til å forklare det. gigantisk gullrikdomsom vi finner på jorden og i. Ny forskning har vist at de vanligste teoriene om gullets opprinnelse, d.v.s. kollisjoner av nøytronstjerner (2) gir heller ikke et uttømmende svar på spørsmålet om innholdet.

Gull vil falle ned i det sorte hullet

Nå er det kjent det de tyngste elementene dannet når atomkjernene i stjerner fanger molekyler kalt nøytroner. For de fleste gamle stjerner, inkludert de som finnes i dverggalakser fra denne studien er prosessen rask og kalles derfor "r-prosessen", hvor "r" står for "rask". Det er to utpekte steder hvor prosessen teoretisk foregår. Det første potensielle fokuset er en supernovaeksplosjon som skaper store magnetiske felt – en magnetrotasjonssupernova. Den andre er sammenføyning eller kollidering to nøytronstjerner.

Se produksjonen tunge grunnstoffer i galakser Generelt har forskere ved California Institute of Technology de siste årene studert flere nærmeste dverggalakser fra Keck teleskop ligger på Mauna Kea, Hawaii. De ønsket å se når og hvordan de tyngste grunnstoffene i galakser ble dannet. Resultatene av disse studiene gir nye bevis for tesen om at de dominerende kildene til prosesser i dverggalakser oppstår på relativt lange tidsskalaer. Dette betyr at tunge grunnstoffer ble skapt senere i universets historie. Siden magnetorotasjonelle supernovaer anses å være et fenomen fra det tidligere universet, peker etterslepet i produksjonen av tunge grunnstoffer til kollisjoner med nøytronstjerner som deres hovedkilde.

Spektroskopiske tegn på tunge elementer, inkludert gull, ble observert i august 2017 av elektromagnetiske observatorier i nøytronstjernesammenslåingshendelsen GW170817 etter at hendelsen ble bekreftet som en nøytronstjernesammenslåing. Gjeldende astrofysiske modeller antyder at en enkelt nøytronstjernesammenslåingshendelse genererer mellom 3 og 13 masser av gull. mer enn alt gullet på jorden.

Nøytronstjernekollisjoner skaper gullfordi de kombinerer protoner og nøytroner til atomkjerner, og deretter skyter ut de resulterende tunge kjernene inn i rom. Lignende prosesser, som i tillegg ville gi den nødvendige mengden gull, kan skje under supernovaeksplosjoner. "Men stjerner som er massive nok til å produsere gull i et slikt utbrudd blir til svarte hull," sa Chiaki Kobayashi (3), en astrofysiker ved University of Hertfordshire i Storbritannia og hovedforfatter av den siste studien om emnet, til WordsSideKick.com. Så, i en vanlig supernova, blir gull, selv om det dannes, sugd inn i det sorte hullet.

3. Chiaki Kobayashi ved University of Hertfordshire

Hva med de merkelige supernovaene? Denne typen stjerneeksplosjon, den såkalte supernova magnetorosjonell, en svært sjelden supernova. døende stjerne han snurrer så fort i den og er omringet av den sterkt magnetfeltat den veltet av seg selv da den eksploderte. Når den dør, slipper stjernen varme hvite stråler av materie ut i verdensrommet. Fordi stjernen er snudd på vrangen, er strålene fulle av gylne kjerner. Selv nå er stjernene som utgjør gull et sjeldent fenomen. Enda sjeldnere er stjerner som lager gull og sender det ut i verdensrommet.

Men ifølge forskerne forklarer ikke selv kollisjonen av nøytronstjerner og magnetorotasjonelle supernovaer hvor en slik overflod av gull på planeten vår kom fra. "Nøytronstjernesammenslåinger er ikke nok," sier han. Kobayashi. "Og dessverre, selv med tillegg av denne andre potensielle gullkilden, er denne beregningen feil."

Det er vanskelig å fastslå nøyaktig hvor ofte små nøytronstjerner, som er svært tette rester av eldgamle supernovaer, kolliderer med hverandre. Men dette er nok ikke veldig vanlig. Forskere har observert dette bare én gang. Estimater viser at de ikke kolliderer ofte nok til å produsere gullet som er funnet. Dette er konklusjonene til damen Kobayashi og hans kolleger, som de publiserte i september 2020 i The Astrophysical Journal. Dette er ikke de første slike funn av forskere, men teamet hans har samlet inn en rekordmengde forskningsdata.

Interessant nok forklarer forfatterne i noen detalj mengden lettere grunnstoffer som finnes i universet, slik som karbon ¹²C, og også tyngre enn gull, for eksempel uran ²³⁸U. I deres modeller kan mengdene av et slikt grunnstoff som strontium forklares ved kollisjonen av nøytronstjerner, og europium av aktiviteten til magnetorotasjonelle supernovaer. Dette var elementene som forskere pleide å ha problemer med å forklare proporsjonene av deres forekomst i rommet, men gull, eller rettere sagt, mengden er fortsatt et mysterium.