Золото у вашій обручці народилося після космічної катастрофи: вчені розкрили дивовижну історію дорогоцінного металу
Кожна золота прикраса, яку люди носять щодня, має історію, що почалася мільярди років тому. Вчені вважають, що атоми золота, з яких виготовляють обручки, сережки чи монети, виникли ще задовго до появи Сонця, Землі та навіть усієї Сонячної системи.
Дослідники досі намагаються остаточно з'ясувати, де саме у Всесвіті народжуються найважчі хімічні елементи. Однією з найімовірніших версій є грандіозні космічні катастрофи — зіткнення нейтронних зірок, які супроводжуються колосальними викидами енергії.
Чому звичайні зорі не можуть створити золото
Усередині зірок постійно відбуваються реакції термоядерного синтезу.
Саме завдяки їм утворюються багато хімічних елементів, а самі зорі випромінюють світло та тепло. Однак цей механізм має свої межі.
Для створення дуже важких елементів, таких як золото, платина чи уран, енергії звичайних зоряних реакцій недостатньо. Тому природа використовує зовсім інший процес.
Що таке r-процес
За поясненням фізиків, утворення важких елементів відбувається завдяки так званому r-процесу — швидкому захопленню нейтронів атомними ядрами.
У таких екстремальних умовах ядра атомів буквально за мить поглинають величезну кількість нейтронів, після чого проходять серію перетворень, у результаті яких виникають найважчі елементи таблиці Менделєєва.
Саме таким шляхом, як вважають науковці, могли з'явитися золото, платина та уран.
Однак головне питання залишається відкритим: де саме у Всесвіті існують умови для запуску такого процесу?
Зіткнення нейтронних зірок — головний кандидат
Однією з найпереконливіших гіпотез є зіткнення двох нейтронних зірок.
Нейтронні зорі є одними з найекстремальніших об'єктів у Всесвіті. Вони мають розміри великого міста, але їхня маса перевищує масу Сонця.
Під час їхнього зіткнення виділяється неймовірна кількість енергії, а температура й тиск досягають значень, за яких може запускатися r-процес.
Саме тому багато астрофізиків припускають, що саме такі космічні катастрофи є справжніми «фабриками» золота.
Водночас дослідники зазначають, що поки не мають остаточних доказів того, що саме під час кожного такого зіткнення гарантовано утворюються золото чи платина.
Кілонова — один із найяскравіших вибухів у Всесвіті
Злиття нейтронних зірок породжує надзвичайно рідкісне явище, яке називають кілоновою.
Цей космічний вибух настільки потужний, що його яскравість приблизно у тисячу разів перевищує світіння звичайної нової зорі та в мільйони разів — світність Сонця.
Під час кілонової у космос вивільняється величезна кількість тепла, світла та різноманітних хімічних елементів.
Проте цей процес триває недовго. Найінтенсивніше світіння спостерігається лише кілька годин, після чого об'єкт поступово згасає протягом кількох тижнів.
Саме в цей короткий проміжок часу, за сучасними моделями, можуть народжуватися атоми майбутнього золота.
Як золото потрапило на Землю
Після утворення важкі елементи розлітаються космосом разом із хмарами речовини, які залишаються після таких катастроф.
Через мільйони й навіть мільярди років ця космічна речовина бере участь у формуванні нових зірок, планет і астероїдів.
Саме так атоми золота зрештою потрапили до речовини, з якої сформувалася Земля близько 4,5 мільярда років тому.
Отже, кожен золотий виріб фактично складається з атомів, що виникли задовго до народження нашої планети.
Вченим вдалося штучно створити золото
Попри те, що природа виробляє золото під час космічних катастроф, фізики вже змогли отримати його і в лабораторних умовах.
На Великому адронному колайдері дослідники випадково створили надзвичайно малу кількість золота — приблизно 29 трильйонних грама.
Це стало можливим завдяки експериментам із ядрами свинцю, які розганяли майже до швидкості світла та змушували взаємодіяти між собою.
Під час таких процесів із ядра свинцю вибивалися протони, унаслідок чого атоми тимчасово перетворювалися на атоми золота.
Хоча отримана кількість була мізерною і не має практичного значення, експеримент підтвердив, що перетворення одного елемента на інший можливе.
Дослідження походження золота допомагають ученим краще зрозуміти історію Всесвіту та процеси, які відбувалися задовго до появи людства. І хоча багато деталей ще залишаються загадкою, сучасна астрофізика дедалі ближче підходить до відповіді на питання, звідки насправді взялися дорогоцінні метали, що сьогодні є частиною нашого повсякденного життя.
