We Wszechświecie jest zbyt dużo złota i nikt nie wie dlaczego

{reklama-artykul}Złoto jest pierwiastkiem. Oznacza to, że nie można uzyskać go na drodze zwyczajnej reakcji chemicznej (choć alchemicy próbowali przez wieki). Jak wiele pierwiastków, złoto może powstać jedynie na drodze fuzji jądrowej, polegającej na złączeniu się dwóch lżejszych jąder (lżejszych pierwiastków) w jedno cięższe. Co jednak ciekawe, reakcje fuzji jądrowej, które prowadzą do powstania złota, nie mają miejsca wystarczająco często, przynajmniej w pobliżu, aby wyjaśnić, dlaczego na Ziemi i w całym Układzie Słonecznym znajduje się tak dużo omawianego pierwiastka. Poza tym, właśnie okazało się, że najpowszechniejsza teoria dotycząca pochodzenia złota również tej kwestii nie wyjaśnia.

Źródła złota we Wszechświecie

Zgodnie z wspomnianą teorią, jednym ze źródeł złota we Wszechświecie są kolizje gwiazd neutronowych. Podczas tych kolizji jądra lżejszych pierwiastków się ze sobą zderzają, tworząc między innymi cząsteczki złota, które są następnie rozrzucane po kosmosie. Złoto kolei nie jest rozrzucane po kosmosie na przykład podczas wybuchów klasycznych supernowych. To dlatego, że gwiazdy wystarczająco masywne, by w ich wnętrzu mogło dojść do wytworzenia złota (mowa o gwiazdach bardzo rzadkich), gdy eksplodują, stają się czarnymi dziurami. Te czarne dziury pochłaniają całą materię wytworzoną przez gwiazdy, z których się zrodziły.

Zderzenie dwóch gwiazd neutronowych. Wizja artysty. | Źródło: Dana Berry/Swift/NASA

Istnieje możliwość, że złoto pojawia się we Wszechświecie także za sprawą innych kosmicznych zjawisk. Jednym z tych zjawisk może być powstawanie tak zwanych magnetorotacyjnych supernowych. Są to supernowe bardzo rzadkiego typu, które wytwarzają duże pola magnetyczne. Gdy te powstają, umierające gwiazdy z których się rodzą, obracają się tak szybko i są poddawanie działaniu tak silnego pola magnetycznego, że eksplodując dosłownie „odwracają się na lewą stronę”. Wówczas gwiazda wystrzeliwuje we w kosmos gorące dżety materii – dżety zawierające między innymi cząsteczki złota.

Niestety, nawet kolizje gwiazd neutronowych i wybuchy magnetorotacyjnych supernowych razem wzięte nie byłyby w stanie doprowadzić do rozprzestrzenienia takich ilości złota, jakie dzisiaj wypełniają Wszechświat. Trudno oszacować, jak często do takich zjawisk dochodzi, ale naukowcy są zgodni co do tego, że nie niezbyt często. Kolizję gwiazd neutronowych dotychczas zaobserwowano tylko raz.

„To zagadnienie jest problematyczne z dwóch powodów.”, powiedziała Chiaki Kobayashi, astrofizyk z Uniwersytetu Hertfordshire i główna autorka pracy naukowej poświęconej tematowi. „Po pierwsze, łączenie się gwiazd neutronowych to za mało. Po drugie, nawet z drugim źródłem nie jesteśmy w stanie wyjaśnić zaobserwowanej ilości złota.”

Zagadka, która pozostaje zagadką

Nie po raz pierwszy zasugerowano, że kolizje gwiazd neutronowych nie wystarczyłyby, aby wypełnić Wszechświat taką ilością złota, jaką zawiera, ale praca Kobayashi jest pierwszą, która porusza ten temat tak dogłębnie. Aby tę pracę napisać, uczeni przewertowali tonę danych i wykorzystali je do stworzenia solidnych modeli ewolucji galaktyk.

Cóż, mimo wszystkich tych wysiłków, złoto we Wszechświecie wciąż pozostaje enigmą. Wygląda na to, że albo coś prowadzi do powstawania w kosmosie złota, o czym naukowcy jeszcze nie wiedzą, albo istniejące modele zawierają pewne błędy, których jeszcze nie udało się zauważyć. Być może zagadkę uda się rozwiązać w przyszłości. Trzymam za to kciuki!

Źródło: LiveScience, fot. tyt. NASA/JPL