Zlato u vašem prstenu nije napravljeno na Zemlji, već u najnasilnijim događajima u svemiru,mnogo prije nego što se Sunce rodilo

Popularna verzija o porijeklu zlata postala je gotovo standardna. Metal u vjenčanom prstenu je nastao u sudaru dvije neutronske zvijezde, plutao je svemirom milijardama godina i završio u Zemljinoj kori gdje je iskopan. To je dobra priča, a neki njeni dijelovi su dobro potkrijepljeni. Ali ona navodi kao utvrđene činjenice nekoliko stvari o kojima se još uvijek raspravlja, a pažljivija verzija je zanimljivija.

Dva odvojena pitanja

Gdje se zlato proizvodi u svemiru i kako je to konkretno zlato koje se sada nalazi u Zemljinoj kori došlo do mjesta gdje ga rudar može dosegnuti. Nijedno od njih nema jasan i jedinstven odgovor koji implicira postavljeni dio.

Šta je zapravo pokazalo spajanje neutronskih zvezda 2017. godine

Zlato je jedan iz grupe teških elemenata nastalih procesom brzog neutronskog hvatanja, ili r-procesom, u kojem se atomska jezgra preplavljuju neutronima brže nego što se mogu raspasti. To zahtijeva okruženje gusto slobodnim neutronima, što isključuje uobičajenu fuziju koja napaja zvijezde. Decenijama je mjesto r-procesa bilo otvoreno pitanje.

U augustu 2017. godine, opservatorije gravitacijskih valova LIGO i Virgo detektirale su spajanje dvije neutronske zvijezde, događaj katalogiziran kao GW170817, a teleskopi širom svijeta zabilježili su njegovo naknadno sjajenje, kilonovu. Analiza tog sjaja, uključujući modeliranje koje su Daniel Kasen i kolege izvijestili u radu iz 2017. u časopisu Nature, pokazala je da je spajanje proizvelo teške r-elemente, porodicu elemenata koja uključuje zlato i platinu. Ovo je bila prva direktna potvrda da spajanja neutronskih zvijezda uopće kreiraju ove elemente.

To je stvaran rezultat i vrijedi ga precizno navesti. Događaj iz 2017. potvrdio je da su spajanja procesi vezani za r-proces. Nije utvrđeno da su jedini izvor, a veličina njihovog doprinosa se još uvijek testira.

Nije cijela priča

Između tog jednog potvrđenog događaja i tvrdnje da je vaše zlato nastalo spajanjem postoji nekoliko problema.

Spajanja neutronskih zvijezda su rijetka i, ovisno o tome koliko brzo se binarni sistemi spajaju nakon formiranja, mogu imati poteškoća u objašnjavanju kako su se r-procesni elementi pojavili tako rano u nekim drevnim zvijezdama i mladim galaksijama. U samoj GW170817, neke analize su otkrile da su najteži elementi izgledali nedovoljno proizvedeni u odnosu na obrazac koji se vidi kod drevnih zvijezda u halo naše galaksije. Aritmetika se očigledno ne poklapa.

Ovo je usmjerilo pažnju na druga kandidatska mjesta. Jedna je klasa rijetkih, energetskih supernova iz brzo rotirajućih, visoko magnetiziranih kolabirajućih zvijezda. Druga se pojavila 2025. godine, kada su Anirudh Patel, Brian Metzger i kolege tvrdili da gigantski bljeskovi iz magnetara, neutronskih zvijezda s ekstremnim magnetskim poljima, također mogu pokretati r-proces. Povezali su ideju sa sjajnim bljeskom iz magnetara SGR 1806-20 zabilježenim 2004. godine i procijenili da takvi bljeskovi mogu činiti negdje između jedan i deset posto materijala galaksije nastalog r-procesom. Rad je objavljen putem Centra za računarsku astrofiziku Flatiron instituta i u časopisu Astrophysical Journal Letters.

Ovo je nedavni rad koji se zasniva na jednom historijskom bljesku i modelu, a ne na utvrđenom udjelu kosmičkog budžeta. Iskreni stav je da se zlato proizvodi r-procesom u više od jedne vrste nasilnog, neutronima bogatog okruženja, a relativni doprinos svakog od njih je zaista neriješen.

Ne možete povezati jedan prsten s jednim događajem

Postoji još jedno ograničenje koje važi čak i ako se budžet izračunava za jedan dan. Zlato u bilo kojem određenom objektu je mješavina, dobijena iz materijala koji je miješan u gasu galaksije tokom milijardi godina prije formiranja Sunca. Atomi jednog vjenčanog prstena nisu stigli u paketu iz jednog sudara. Oni su prosjek mnogih događaja, moguće nekoliko različitih vrsta. Tvrdnja da je zlato datog prstena nastalo spajanjem neutronskih zvijezda nije nešto što bi se moglo provjeriti za taj prsten čak ni u principu.

Kako je zlato stiglo do Zemlje

Druga polovina priče ima svoju vlastitu komplikaciju i manje je poznata. Kada se Zemlja formirala i kada se njeno željezno jezgro odvojilo, zlato je trebalo da nestane s njom. Zlato je siderofil, što znači da se lako veže sa željezom, tako da se smatra da je velika većina zlata planete potonula u jezgro tokom formiranja, izvan svakog zamislivog dohvata. Po toj logici, kora i plašt bi trebali sadržavati mnogo manje zlata nego što ga sadrže.

Vodeće objašnjenje za višak je kasni sloj: tok meteorita koji je udario u Zemlju nakon što se jezgro već formiralo, taložeći svježi metal u vanjske slojeve gdje je i ostao. Matthias Willbold i Tim Elliott sa Univerziteta u Bristolu iznijeli su dokaze za ovo u radu objavljenom 2011. godine u časopisu Nature, upoređujući odnose izotopa volframa u stijenama sa Grenlanda starim skoro četiri milijarde godina sa modernim stijenama. Razlika koju su izmjerili odgovara dodavanju meteoritskog materijala nakon formiranja jezgra.

Prema tom tumačenju, dostupno zlato koje rudar vadi iz kore dopremljeno je bombardiranjem asteroidima, mnogo nakon što je sama Zemlja formirana. Kasni sloj je dobro podržana hipoteza, a ne zatvoren slučaj, a detalji, uključujući koliko je stiglo i tačno kada, još uvijek se raspravljaju. Ali to komplikuje urednu sliku zlata koje netaknuto pluta iz predsolarnog oblaka i jednostavno se taloži u tlu.

Logična verzija

Zlato u prstenu je starije od Sunca. Izgrađen je r-procesom u jednom ili više nasilnih, neutronima bogatih okruženja, od kojih su potvrđeni primjer spajanja neutronskih zvijezda, a magnetarski bljeskovi i rijetke supernove su živi kandidati. Dio koji je sada dostupan u Zemljinoj kori vjerovatno je dospio na površinu bombardiranjem meteoritima nakon što se formiralo jezgro planete.

To je manje uredno od jednog sudara prije Sunca, i ostavlja centralno pitanje, koji su izvori napravili većinu zlata, i dalje otvorenim. Ono što će suziti izbor je više događaja poput onih viđenih 2017. i 2004. godine, posmatranih u finijim detaljima. Budući bljesak magnetara u blizini, uhvaćen dovoljno brzo preko gama zraka, ultraljubičastih i optičkih talasnih dužina, dao bi astronomima mnogo jasniji test ideje nego što je to omogućilo udaljeno spajanje 2017. godine.

┈➤ Program N1 televizije možete pratiti UŽIVO na ovom linku kao i putem aplikacija za Android /iPhone/iPad