Златото е елемент, което означава, че не можете да го получите чрез обикновени химически реакции – макар че алхимиците се опитват да постигнат това от векове.
За да направите блестящия метал, трябва да свържете 79 протона и 118 неутрона, за да образувате едно атомно ядро. Това е интензивна реакция на ядрен синтез.
Но такъв интензивен синтез не се случва достатъчно често, поне не наблизо, за да се направи гигантската златна пътека, която намираме на Земята и другаде в Слънчевата система.
И ново проучване установи, че най-често теоретизираният произход на златото – сблъсъци между неутронни звезди – също не може да обясни изобилието на златото във Вселената. И така, откъде идва златото?
Има и някои други възможности, включително свръхнови, толкова интензивни, че обръщат звезда отвътре. За съжаление, дори такива странни явления не могат да обяснят откъде идва златото.
Сблъсъците на неутронни звезди изграждат злато чрез кратко разбиване на протони и неутрони в атомни ядра, след което изхвърлят тези новообвързани тежки ядра в космоса.
Обикновените свръхнови не могат да обяснят златото на Вселената, защото звездите, достатъчно масивни, за да слеят златото, преди да умрат – които са редки – стават черни дупки, когато експлодират, казва Чиаки Кобаяши, астрофизик от Университета в Хъртфордшир в Обединеното кралство, автор на новото изследване. И в обикновената супернова това злато се засмуква в черната дупка.
Много интересни обаче, са странните, обръщащи се звезди супернови? Този тип звездна експлозия, така наречената магнитно-ротационна свръхнова, е „много рядка свръхнова, въртяща се много бързо“, казва Кобаяши пред Live Science.
Магнито-ротационната свръхнова умираща звезда, се върти толкова бързо и е обгърната от толкова силни магнитни полета, че при експлозия се обръща отвътре навън. Докато умира, звездата изстрелва горещи струи материя в космоса. И тъй като звездата е обърната отвътре, струите й са пълни със златни ядра. Звездите, които изобщо сливат злато, са рядкост. Звездите, които сливат злато, а след това го бълват в космоса по този начин, са още по-редки.
Но дори неутронните звезди плюс магнитно-ротационните свръхнови заедно не могат да обяснят златната бонанза на Земята, установяват Кобаяши и нейните колеги.
„Има два етапа на този въпрос“, казва тя. „Номер едно е: сливанията на неутронни звезди не са достатъчни. Номер две: Дори и с втория източник, магнитно-ротационните нови, все още не можем да обясним наблюдаваното количество злато.“
Предишни проучвания са прави, че сблъсъците на неутронни звезди отделят златен дъжд, казва тя. Но тези проучвания не отчитат рядкостта на тези сблъсъци. Трудно е точно да се прецени колко често малки неутронни звезди – самите те свръхплътни остатъци от древни свръхнови – се удрят една в друга. Но със сигурност не е много често: учените са виждали това да се случва само веднъж. Дори грубите изчисления показват, че те не се сблъскват достатъчно често, за да произведат цялото злато, намерено в Слънчевата система, установиха Кобаяши и нейните съавтори.
Тази статия не е първата, която предполага, че сблъсъците на неутронни звезди са недостатъчни, за да обяснят изобилието от злато“, казва Ян Рьодерер, астрофизик от Университета в Мичиган, който търси следи от редки елементи в далечни звезди.
Но новата статия на Кобаяши и нейните колеги, публикувана на 15 септември в The Astrophysical Journal, има едно голямо предимство: Тя е изключително задълбочена, казва Рьодерер. „Изследователите изсипаха планина от данни и ги включиха в здрави модели за това как галактиката се развива и произвежда нови химикали“, обяснява той.
„Документът съдържа препратки към 341 други публикации, което е около три пъти повече препратки от типичните статии в The Astrophysical Journal в наши дни“, казва Родерер пред Live Science.
Събирането на всички тези данни по един полезен начин, казва той, представлява „херкулесови усилия“.
Използвайки този подход, авторите успяват да обяснят образуването на атоми, леки като въглерод-12 (шест протона и шест неутрона) и тежки като уран-238 (92 протона и 146 неутрона). Това е впечатляващ обхват, казва Рьодерер, обхващайки елементи, които обикновено се игнорират в този тип изследвания.
Например сблъсъците на неутронни звезди произвеждат стронций в техния модел. Това съвпада с наблюденията на стронций в космоса след сблъсъка с една неутронна звезда, който учените са наблюдавали директно.
Магнито-ротационните свръхнови обясняват наличието на европий в техния модел, друг атом, който в миналото се оказа трудно да се обясни.
Но златото си остава загадка.
Нещо, за което учените не знаят, трябва да образува златото, казва Кобаяши. Или е възможно сблъсъците на неутронни звезди да правят повече злато, отколкото предполагат съществуващите модели. И в двата случая астрофизиците все още трябва да свършат много работа, преди да успеят да обяснят откъде е дошъл този фантастичен бляскав метал.
