Hoekom is daar soveel goud in die bekende heelal?

Daar is te veel goud in die heelal, of ten minste in die area waar ons woon. Miskien is dit nie 'n probleem nie, want ons waardeer goud baie. Die ding is, niemand weet waar dit vandaan kom nie. En dit intrigeer wetenskaplikes.

Omdat die aarde gesmelt was toe dit gevorm is, byna al die goud op ons planeet destyds het waarskynlik in die kern van die planeet gedompel. Daarom word aanvaar dat die meeste van die goud wat in Aardkors en die mantel is later na die aarde gebring deur asteroïde-impakte tydens die Laat Swaar Bombardement, sowat 4 miljard jaar gelede.

In 'n voorbeeld goudneerslae in die Witwatersrand-kom in Suid-Afrika, die rykste hulpbron bekend goud op aarde, eienskap. Hierdie scenario word egter tans bevraagteken. Gouddraende gesteentes van die Witwatersrand (1) was tussen 700 en 950 miljoen jaar voor die impak gestapel die Vredefort-meteoriet. Dit was in elk geval waarskynlik nog 'n eksterne invloed. Al neem ons aan dat die goud wat ons in die skulpe kry van binne kom, moes dit ook van iewers binne gekom het.

1. Gouddraende gesteentes van die Witwatersrandkom in Suid-Afrika.

So waar het al ons goud en nie ons s'n oorspronklik vandaan gekom nie? Daar is verskeie ander teorieë oor supernova-ontploffings so kragtig dat sterre omval. Ongelukkig verklaar selfs sulke vreemde verskynsels nie die probleem nie.

wat beteken dat dit onmoontlik is om te doen, alhoewel die alchemiste baie jare gelede probeer het. Kry blink metaalnege-en-sewentig protone en 90 tot 126 neutrone moet saamgebind word om 'n eenvormige atoomkern te vorm. Dit . So 'n samesmelting kom nie gereeld genoeg voor nie, of ten minste nie in ons onmiddellike kosmiese omgewing, om dit te verduidelik nie. reusagtige rykdom van goudwat ons op aarde en in vind. Nuwe navorsing het getoon dat die mees algemene teorieë oor die oorsprong van goud, m.a.w. botsings van neutronsterre (2) bied ook nie 'n volledige antwoord op die vraag na die inhoud daarvan nie.

Goud sal in die swart gat val

Nou is dit bekend dat die swaarste elemente gevorm wanneer die kerne van atome in sterre molekules wat genoem word vasvang neutrone. Vir die meeste ou sterre, insluitend dié wat in dwerg sterrestelsels uit hierdie studie is die proses vinnig en word daarom die "r-proses" genoem, waar "r" vir "vinnig" staan. Daar is twee aangewese plekke waar die proses teoreties plaasvind. Die eerste potensiële fokus is 'n supernova-ontploffing wat groot magnetiese velde skep - 'n magnetorotasie-supernova. Die tweede is saamvoeg of bots twee neutronsterre.

Bekyk produksie swaar elemente in sterrestelsels Oor die algemeen het wetenskaplikes by die California Institute of Technology in onlangse jare verskeie bestudeer naaste dwergsterrestelsels van Keka Teleskoop geleë op Mauna Kea, Hawaii. Hulle wou sien wanneer en hoe die swaarste elemente in sterrestelsels gevorm het. Die resultate van hierdie studies verskaf nuwe bewyse vir die tesis dat die dominante bronne van prosesse in dwergsterrestelsels op relatief lang tydskale ontstaan. Dit beteken dat swaar elemente later in die geskiedenis van die heelal geskep is. Aangesien magnetorotasie-supernovas as 'n verskynsel van die vroeëre heelal beskou word, dui die vertraging in die produksie van swaar elemente op neutronsterbotsings as hul hoofbron.

Spektroskopiese tekens van swaar elemente, insluitend goud, is in Augustus 2017 deur elektromagnetiese sterrewagte in die neutronstersamesmeltingsgebeurtenis GW170817 waargeneem nadat die gebeurtenis as 'n neutronstersamesmelting bevestig is. Huidige astrofisiese modelle dui daarop dat 'n enkele neutronster-samesmeltingsgebeurtenis tussen 3 en 13 massas goud genereer. meer as al die goud op aarde.

Neutronster botsings skep goud, omdat hulle protone en neutrone in atoomkerne kombineer, en dan die gevolglike swaar kerne in spasie. Soortgelyke prosesse, wat boonop die vereiste hoeveelheid goud sou verskaf, kan tydens supernova-ontploffings plaasvind. "Maar sterre wat massief genoeg is om goud in so 'n uitbarsting te produseer, verander in swart gate," het Chiaki Kobayashi (3), 'n astrofisikus aan die Universiteit van Hertfordshire in die VK en hoofskrywer van die jongste studie oor die onderwerp, aan LiveScience gesê. Dus, in 'n gewone supernova word goud, al word dit gevorm, in die swart gat ingesuig.

3. Chiaki Kobayashi van die Universiteit van Hertfordshire

Wat van daardie vreemde supernovas? Hierdie tipe sterontploffing, die sg supernova magnetorotasie, 'n baie seldsame supernova. sterwende ster hy tol so vinnig daarin en word daardeur omring sterk magneetvelddat dit vanself omgerol het toe dit ontplof het. Wanneer dit sterf, laat die ster warm wit strale materie in die ruimte vry. Omdat die ster binne na buite gedraai is, is sy strale vol goue kerns. Selfs nou is die sterre waaruit goud bestaan ​​'n seldsame verskynsel. Selfs skaarser is sterre wat goud skep en dit in die ruimte lanseer.

Volgens die navorsers verklaar selfs die botsing van neutronsterre en magnetorotasie-supernovas egter nie waar so ’n oorvloed goud op ons planeet vandaan kom nie. "Neutron-stersamesmeltings is nie genoeg nie," sê hy. Kobayashi. "En ongelukkig, selfs met die byvoeging van hierdie tweede potensiële bron van goud, is hierdie berekening verkeerd."

Dit is moeilik om presies te bepaal hoe gereeld klein neutronsterretjies, wat baie digte oorblyfsels van antieke supernovas is, bots met mekaar. Maar dit is waarskynlik nie baie algemeen nie. Wetenskaplikes het dit net een keer waargeneem. Beramings toon dat hulle nie gereeld genoeg bots om die goud wat gevind word, te produseer nie. Dit is die gevolgtrekkings van die dame Kobayashi en sy kollegas, wat hulle in September 2020 in The Astrophysical Journal gepubliseer het. Dit is nie die eerste sulke bevindings deur wetenskaplikes nie, maar sy span het 'n rekordhoeveelheid navorsingsdata ingesamel.

Interessant genoeg verduidelik die skrywers in 'n mate die hoeveelheid ligter elemente wat in die heelal gevind word, soos koolstof ¹²C, en ook swaarder as goud, soos uraan ²³⁸U. In hul modelle kan die hoeveelhede van so 'n element soos strontium verklaar word deur die botsing van neutronsterre, en europium deur die aktiwiteit van magnetorotasie-supernovas. Dit was die elemente wat wetenskaplikes vroeër gesukkel het om die verhoudings van hul voorkoms in die ruimte te verduidelik, maar goud, of eerder, die hoeveelheid daarvan, is steeds 'n raaisel.