Czy naukowcy rozwiązali tajemnicę pochodzenia złota we wszechświecie? |. Wiadomości na temat nauki i technologii

Początki ciężkich elementów, takich jak złoto, były jedną z największych tajemnic astrofizyki. Badanie dostarczyło teraz wskazówki na temat kosmicznego pochodzenia metalu szlachetnego.

Naukowcy odkryli, że eksplozje w wysoce magnetuzowanych gwiazdach neutronowych, zwanych magnetarami, mogły stworzyć złoto we wszechświecie.

Oto więcej o badaniu:

Jakie jest najnowsze odkrycie o pochodzeniu złota?

Analiza danych archiwalnych z misji kosmicznych pokazuje, że duża ilość metali ciężkich, w tym złota, pochodzi z gigantycznych flares z magnetarów, zgodnie z badaniem opublikowanym w Listy astrofizyczne dziennika 29 kwietnia.

Anirudh Patel, doktorant na Wydziale Fizyki na Columbia University w Nowym Jorku, prowadził badanie, które wykorzystało 20-letnie dane teleskopowe archiwalnego z NASA i Teleskopów Europejskiej Agencji Kosmicznej do zbadania, w jaki sposób utworzono ciężkie elementy, takie jak żelazo i złoto.

„To dość fundamentalne pytanie pod względem pochodzenia złożonej materii we wszechświecie”, cytowano Patel w artykule na stronie internetowej NASA. „To zabawna łamigłówka, która tak naprawdę nie została rozwiązana”.

Autorzy oszacowali, że flary gigantyczne magnetu mogą przyczynić się do 10 procent ogólnej liczebności elementów w galaktyce, które są cięższe niż żelazo.

Współautorzy badania są powiązani z Columbia University, Charles University w Czechach, Louisiana State University, Flatiron Institute w Nowym Jorku i Ohio State University.

Co to jest magnetar i jak można utworzyć na nim złoto?

Magnetar jest rodzajem gwiazdy neutronowej, która jest wysoce magnetuzowana, co oznacza, że ​​jego pole magnetyczne jest niezwykle potężne. Kiedy masywna gwiazda eksploduje, pozostawia bardzo gęsty, zawalony rdzeń, który nazywa się gwiazdą neutronową.

Astronomowie teoretycznie, że pierwsze magnetary zostały utworzone po pierwszych gwiazdach około 13,6 miliarda lat temu, według współautora badania Erica Burnsa, asystenta profesora i astrofizyk na Louisiana State University w Baton Rouge. Wielki Wybuch stworzył wszechświat 13,8 miliarda lat temu.

W rzadkich przypadkach magnetary mogą uwalniać promieniowanie wysokoenergetyczne, przechodząc „trzęsienie gwiazd”. Podobnie jak trzęsienie ziemi, trzęsienie gwiazd może złamać skórkę magnetaru. Czasami trzęsienia gwiazd MagneTar przynoszą ze sobą gigantyczne flary, rzadkie zdarzenie wybuchowe, które uwalnia promienie gamma.

Naukowcy odkryli, że Magnetars uwalnia materiał podczas gigantycznych rozbłysków. Jednak nie mają jeszcze fizycznego wyjaśnienia.

Naukowcy spekulowali na temat tego, czy gigantyczne flary Magnetar stanowiły złoto poprzez szybki proces neutronów wyciągających lżejsze jądra atomowe w cięższe. Tożsamość elementu jest zdefiniowana przez liczbę ma protony. Jeśli jednak atom nabywa dodatkowy neutron, może ulec rozkładowi nuklearnemu, który może zmienić neutron w proton.

Zmieniona liczba protonów może zmienić tożsamość elementu. Gwiazdy neutronowe mają wyjątkowo wysoką gęstość neutronów. Jeśli gwiazda neutronowa zostanie zakłócona, pojedyncze atomy mogą szybko uchwycić szereg neutronów i ulec wielu rozstrzenaniu. Prowadzi to do tworzenia znacznie cięższych elementów, takich jak uran.

Przed tym badaniem tworzenie złota przypisywano tylko zderzeniom gwiazd neutronów lub Kilonovas. Kiedy astronomowie zaobserwowali kolizję gwiazdy neutronów w 2017 r. Przez teleskopy, stwierdzili, że kolizja może stworzyć ciężkie elementy, takie jak złoto, platyna i ołów. Uważa się jednak, że te zderzenia miały miejsce stosunkowo później w historii wszechświata w ciągu ostatnich kilku miliardów lat.

Jednak archiwalne dane teleskopowe, które wcześniej były nieopłacalne, wykazały, że flary magnetyczne powstały znacznie wcześniej. Stąd badanie wskazuje, że pierwsze złoto można było wykonać z gigantycznych flary magnetycznych.

Co dalej?

NASA ma nadchodzącą misję, która może kontynuować te wyniki. Spektrometr Compton i Imager (COSI) to teleskop gamma, który ma się rozpocząć w 2027 roku.

COSI będzie badał zjawiska energetyczne w Drogę Mleczną i poza nią, takie jak gigantyczne flary. Według strony internetowej NASA COSI może zidentyfikować poszczególne elementy utworzone w gigantycznych flach, pomagając lepiej zrozumieć pochodzenie elementów.