Як народилося золото у Всесвіті Колапсар або нейтронних зірках Евіментум Зілей
Автор: Каталіна Курчану/Дата публікації: 18-08-2019 11:08
Де взяти золото з Всесвіту? Космічні явища, такі як зіткнення нейтронних зірок або колапс масивних зірок у чорних дірах, можуть пояснити наявність цього дорогоцінного металу, а також інших хімічних елементів, поширених у Всесвіті.
Більшість із нас захоплюються чудовими золотими або платиновими прикрасами; ці дорогоцінні метали, які сяють на наших пальцях або сережках, які носять багато жінок. Ще одним «важким» хімічним елементом, коштовністю атомних електростанцій, є уран, розподіл якого є основою електроенергії, виробленої ядерними реакторами. Але звідки ці хімічні елементи? Вони не народилися після Великого вибуху - пізніше вони формувалися в процесах, заснованих на зірках з масою більше, ніж маса Сонця.
Хімічні елементи аж до заліза утворюються в результаті ядерного синтезу в зірках, ці процеси відбуваються з виділенням енергії. В основному частина маси ядер, що об’єднуються після процесу синтезу, перетворюється в енергію. Але починаючи із заліза вгору, для того, щоб ядра об’єднувались, утворюючи важкі хімічні елементи, такі як золото, платина або уран, вони повинні отримувати енергію. То як же відбувається цей злиття у Всесвіті? У чому полягає алхімія за золотом?
В даний час існує дві гіпотези: одна, що важкі елементи народжуються в процесі з’єднання двох нейтронних зірок, які обертаються між собою, випромінюючи гравітаційні хвилі. Через тривалий період дві зірки, ймовірно, зливаються в чорну діру, частину речовини, що утворює зірки, слідуючи так званим r-процесам (швидкий процес), після чого нейтрони поглинаються ядрами, новими важчими ядрами, радіоактивні частинки, які після розпаду породжують важчі хімічні елементи, такі як золото, платина або уран.
Але як об’єднання нейтронних зірок займає багато часу, залишається пояснити наявність золота в ранній історії Всесвіту. В основному важкі елементи вже існували відразу після народження перших зірок і галактик.
Група дослідників запропонувала механізм, який називається колапсом, який би генерував значну частину важких хімічних елементів у Всесвіті. Йдеться про масивні зірки, маса яких набагато більша за масу Сонця, які, коли вони "вмирають", тобто споживаючи всередині ядерне паливо, вибухають у вигляді наднової типу А. Це породжує чорну діру. в результаті гравітаційного колапсу центральної частини зірки, а також значної кількості речовини, багатої хімічними елементами, такими як кисень, вуглець або залізо, а також нейтронами, яка обертається навколо цієї чорної діри, досягаючи дуже високих швидкостей. Нейтрони захоплюються ядрами і, відразу після r-процесу, остаточно генерують важкі хімічні елементи. Результат цього дослідження, комп'ютерне моделювання всього процесу колапсу, нещодавно було опубліковано в журналі Nature.
Вважається, що практично 80% важких хімічних елементів виникає при колапсах, лише близько 20% утворюється при зіткненнях нейтронних зірок.
В даний час, однак, незрозуміло, чи вдається все ж колапсам пояснити великі кількості золота, що існують у Всесвіті, навіть якщо обвал може призвести до кількості золота із масою, яка в сотні разів перевищує масу нашої планети.
Астрономам доведеться провести нові дослідження масивних зірок, що породжують наднові типу А., сподіваючись краще зрозуміти процеси типу r. Те саме стосується і наземних лабораторій, де ядерна фізика, зокрема r-процеси, детально вивчено.
Отже, золото в наших ювелірних виробах є результатом особливих космічних процесів: зіткнень або вибухів зірок, ми самі є синами зірок, оскільки хімічні елементи нашого тіла народилися в серці зірок після ядерного синтезу.
Стаття написана Катєліною Оаною Курчану, першим дослідником у галузі фізики елементарних частинок та ядерної фізики, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Рим, Італія) та співробітником Scientia.ro
Наші рекомендації
Світ мистецтв стане набагато порожнішим після смерті актора Володимира Гайтана. актор