Bilinen evrende neden bu kadar çok altın var?

Evrende ya da en azından yaşadığımız bölgede çok fazla altın var. Belki de bu bir sorun değil çünkü altına çok değer veriyoruz. Mesele şu ki, kimse nereden geldiğini bilmiyor. Ve bu bilim adamlarının ilgisini çekiyor.

Dünya, oluştuğu anda erimiş olduğundan, o sırada gezegenimizdeki neredeyse tüm altınlar muhtemelen gezegenin çekirdeğine daldı. Bu nedenle, içinde bulunan altının çoğunun yerkabuğu ve manto, daha sonra, yaklaşık 4 milyar yıl önce Geç Ağır Bombardıman sırasında asteroid çarpmalarıyla Dünya'ya getirildi.

örneğin Güney Afrika'da Witwatersrand havzasında altın yataklarıbilinen en zengin kaynak dünyadaki altın, bağlanmak. Ancak bu senaryo şu anda sorgulanıyor. Witwatersrand'ın altın içeren kayaları (1) çarpışmadan 700 ila 950 milyon yıl önce yığılmış Vredefort göktaşı. Her durumda, muhtemelen başka bir dış etkiydi. Kabuklarda bulduğumuz altının içeriden geldiğini varsaysak bile, aynı zamanda içeriden de gelmiş olmalı.

1. Güney Afrika'daki Witwatersrand havzasının altın içeren kayaları.

Peki bizimki değil de tüm altınlarımız nereden geldi? Yıldızların devrilmesine neden olacak kadar güçlü süpernova patlamaları hakkında başka teoriler de var. Ne yazık ki, bu tür garip fenomenler bile sorunu açıklamıyor.

bu, simyacılar yıllar önce denemiş olsa da, bunu yapmanın imkansız olduğu anlamına gelir. Almak parlak metalTek tip bir atom çekirdeği oluşturmak için yetmiş dokuz proton ve 90 ila 126 nötron birbirine bağlanmalıdır. Bu . Böyle bir birleşme, bunu açıklamak için yeterince sık veya en azından yakın kozmik komşumuzda meydana gelmez. devasa altın zenginliğiDünya'da ve içinde bulduğumuz. Yeni araştırmalar, altının kökenine ilişkin en yaygın teorilerin, yani. nötron yıldızlarının (2) çarpışmaları da içeriği sorusuna kapsamlı bir cevap vermez.

Altın kara deliğe düşecek

Artık biliniyor ki en ağır elementler yıldızlardaki atomların çekirdekleri denilen molekülleri yakaladığında oluşur. nötronlar. bulunanlar da dahil olmak üzere çoğu eski yıldız için cüce galaksiler Bu çalışmadan, süreç hızlıdır ve bu nedenle "r-süreci" olarak adlandırılır, burada "r", "hızlı" anlamına gelir. Sürecin teorik olarak gerçekleştiği iki belirlenmiş yer vardır. İlk potansiyel odak, büyük manyetik alanlar yaratan bir süpernova patlamasıdır - bir manyetorotasyonel süpernova. İkincisi birleşiyor veya çarpışıyor iki nötron yıldızı.

Üretimi görüntüle galaksilerdeki ağır elementler Genel olarak, son yıllarda California Institute of Technology'deki bilim adamları, birkaç en yakın cüce galaksiler itibaren Keka Teleskop Mauna Kea, Hawaii'de bulunur. Galaksilerdeki en ağır elementlerin ne zaman ve nasıl oluştuğunu görmek istediler. Bu çalışmaların sonuçları, cüce galaksilerdeki baskın süreçlerin kaynaklarının nispeten uzun zaman ölçeklerinde ortaya çıktığı tezi için yeni kanıtlar sunmaktadır. Bu, ağır elementlerin evrenin tarihinde daha sonra yaratıldığı anlamına gelir. Manyetorotasyonel süpernovalar önceki evrenin bir fenomeni olarak kabul edildiğinden, ağır elementlerin üretimindeki gecikme, ana kaynak olarak nötron yıldızı çarpışmalarına işaret ediyor.

Ağır elementlerin spektroskopik belirtileri, altın dahil, nötron yıldızı birleşme olayı GW2017'de, olayın bir nötron yıldızı birleşmesi olarak onaylanmasından sonra, elektromanyetik gözlemevleri tarafından Ağustos 170817'de gözlemlendi. Mevcut astrofiziksel modeller, tek bir nötron yıldızı birleşme olayının 3 ila 13 kütle altın ürettiğini göstermektedir. dünyadaki tüm altından daha fazla.

Nötron yıldızı çarpışmaları altın yaratır, çünkü protonları ve nötronları atom çekirdeğinde birleştirirler ve ardından ortaya çıkan ağır çekirdekleri atom çekirdeğine atarlar. Uzay. Ek olarak gerekli miktarda altını sağlayacak benzer süreçler, süpernova patlamaları sırasında meydana gelebilir. Birleşik Krallık'taki Hertfordshire Üniversitesi'nde astrofizikçi olan ve konuyla ilgili en son çalışmanın baş yazarı olan Chiaki Kobayashi (3), WordsSideKick.com'a verdiği demeçte, "Ancak böyle bir patlamada altın üretecek kadar büyük yıldızlar kara deliklere dönüşür." Yani sıradan bir süpernovada altın oluşsa bile kara deliğin içine çekilir.

3. Hertfordshire Üniversitesi'nden Chiaki Kobayashi

Peki ya bu garip süpernovalar? Bu tür yıldız patlaması, sözde süpernova manyeto-dönüşümlü, çok nadir bir süpernova. ölen yıldız içinde çok hızlı dönüyor ve etrafı onunla çevrili güçlü manyetik alanpatlayınca kendi kendine yuvarlandı. Öldüğünde, yıldız sıcak beyaz madde jetlerini uzaya bırakır. Yıldız ters çevrildiği için jetleri altın çekirdeklerle doludur. Şimdi bile altını oluşturan yıldızlar nadir görülen bir fenomendir. Daha da nadir olan, altın yaratan ve onu uzaya fırlatan yıldızlardır.

Ancak araştırmacılara göre, nötron yıldızlarının çarpışması ve manyetorotasyonel süpernovalar bile gezegenimizdeki bu kadar çok altının nereden geldiğini açıklamaz. "Nötron yıldızı birleşmeleri yeterli değil" diyor. Kobayaşi. "Ve ne yazık ki, bu ikinci potansiyel altın kaynağının eklenmesiyle bile bu hesaplama yanlış."

Tam olarak ne sıklıkta olduğunu belirlemek zor minik nötron yıldızlarıAntik süpernovaların çok yoğun kalıntıları olan , birbirleriyle çarpışır. Ama bu muhtemelen çok yaygın değil. Bilim adamları bunu sadece bir kez gözlemlediler. Tahminler, bulunan altını üretmek için yeterince sık çarpışmadıklarını gösteriyor. Bunlar bayanın sonuçları Kobayaşi ve meslektaşları tarafından Eylül 2020'de The Astrophysical Journal'da yayınlandı. Bunlar bilim insanlarının bu tür ilk bulguları değil, ancak ekibi rekor miktarda araştırma verisi topladı.

İlginç bir şekilde, yazarlar biraz ayrıntılı olarak açıklıyor evrende bulunan daha hafif elementlerin miktarı, karbon gibi ¹²C ve ayrıca uranyum gibi altından daha ağır ²³⁸U. Modellerinde, stronsiyum gibi bir elementin miktarları nötron yıldızlarının çarpışmasıyla ve öropyum manyetodönme süpernovalarının aktivitesiyle açıklanabilir. Bunlar, bilim adamlarının uzayda bulunma oranlarını açıklamakta zorlandıkları elementlerdi, ancak altın veya daha doğrusu miktarı hala bir muamma.