Vyřešili vědci tajemství původu zlatého ve vesmíru? | Vědecké a technologické zprávy
Původ těžkých prvků, jako je zlato, byly jedním z největších záhad astrofyziky. Studie nyní poskytla vodítko o kosmickém původu drahých kovů.
Vědci zjistili, že výbuchy ve vysoce magnetizovaných neutronových hvězd, zvané magnetary, by mohly ve vesmíru vytvořit zlato.
Zde je více o studii:
Jaký je nejnovější objev o původu zlata?
Analýza archivních dat z kosmických misí ukazuje, že velké množství těžkých kovů, včetně zlata, pochází z obřích světlic z magnetarů, podle studie zveřejněné v Dopisy astrofyzikálního časopisu 29. dubna.
Anirudh Patel, doktorský student na Katedře fyziky na Columbia University v New Yorku, vedl studii, která použila 20leté archivní dalekohled z dalekohledů NASA a Evropské vesmírné agentury, aby prozkoumala, jak byly vytvořeny a distribuovány těžké prvky, jako je železo a zlato v celém vesmíru.
„Je to docela zásadní otázka, pokud jde o původ složité hmoty ve vesmíru,“ uvedl Patel v článku na webových stránkách NASA. „Je to zábavná hádanka, která ve skutečnosti nebyla vyřešena.“
Autoři odhadují, že magnetar obří světlice by mohla přispět až 10 procent celkového množství prvků v galaxii, které jsou těžší než železo.
Spoluautoři studie jsou spojeni s Columbia University, Charles University v České republice, Louisiana State University, Flatiron Institute v New Yorku a Ohio State University.
Co je to magnetar a jak by se na něm mohlo vytvořit zlato?
Magnetar je typ neutronové hvězdy, která je vysoce magnetizovaná, což znamená, že jeho magnetické pole je extrémně silné. Když masivní hvězda exploduje, zanechává za sebou velmi husté, zhroucené jádro, které se nazývá neutronová hvězda.
Astronomové teoretizují, že první magnetary byly vytvořeny po prvních hvězdách asi před 13,6 miliardami let, podle studijního spoluautora Erica Burnse, docenta a astrofyzika na Louisiana State University v Baton Rouge. Velký třesk vytvořil vesmír před 13,8 miliardami let.
Ve vzácných případech mohou magnetary uvolnit vysokoenergetické záření podstoupením „hvězdného dotazu“. Stejně jako zemětřesení může hvězdné dotaz zlomeni magnetarovu kůru. Někdy magnetarové hvězdné monquake s sebou přinášejí magnetar obří vzplanutí, vzácnou výbušnou událost, která uvolňuje gama paprsky.
Vědci zjistili, že magnetary uvolňují materiál během obřích světlic. Dosud však nemají fyzické vysvětlení.
Vědci spekulovali o tom, zda magnetar obří vzplanutí tvořily zlato rychlým procesem neutronů, které kolísaly lehčí atomová jádra do těžších. Identita prvku je definována počtem protonů, které má. Pokud však atom získá další neutron, může podstoupit jaderný rozpad, který může z neutronu proměnit proton.
Změněný počet protonů může změnit identitu prvku. Neutronové hvězdy mají extrémně vysokou hustotu neutronů. Pokud je neutronová hvězda narušena, mohou singulární atomy rychle zachytit řadu neutronů a podstoupit více rozpadů. To vede k vytvoření mnohem těžších prvků, jako je uran.
Před touto studií bylo vytvoření zlata přičítáno pouze kolizím neutronových hvězd nebo Kiloonovas. Když astronomové pozorovali kolizi neutronové hvězdy v roce 2017 prostřednictvím dalekohledů, zjistili, že kolize může vytvořit těžké prvky, jako je zlato, platina a olovo. Předpokládá se však, že k těmto kolizím došlo v historii vesmíru v posledních několika miliardách let relativně později.
Archivní teleskopické údaje, které byly dříve nerozrušitelné, však ukázaly, že magnetarové obří vzplanutí se vytvořily mnohem dříve. Studie tedy naznačuje, že první zlato mohlo být vyrobeno z magnetarových obřích světlic.
Co bude dál?
NASA má nadcházející misi, která může tyto výsledky sledovat. Comptonský spektrometr a Imager (COSI) je gama-paprsek dalekohled, který se očekává, že bude spuštěn v roce 2027.
COSI bude studovat energetické jevy v Mléčné dráze i mimo něj, jako jsou magnetar obří světlice. Podle webových stránek NASA mohla Cosi identifikovat jednotlivé prvky vytvořené v obřích světlicích a pomáhat vytvořit lepší porozumění původu prvků.
