Неліктен белгілі ғаламда алтын көп?

Ғаламда немесе кем дегенде біз тұратын аймақта алтын тым көп. Мүмкін, бұл мәселе емес, өйткені біз алтынды өте бағалаймыз. Ең бастысы, оның қайдан келгенін ешкім білмейді. Бұл ғалымдарды қызықтырады.

Жер пайда болған кезде балқығандықтан, сол кезде біздің планетамыздағы барлық дерлік алтын планетаның өзегіне сіңіп кеткен шығар. Сондықтан табылған алтынның көп бөлігі табылған деп болжанады Жер қыртысы және мантия Жерге кейінірек шамамен 4 миллиард жыл бұрын ауыр бомбалау кезінде астероидтардың әсерінен әкелінді.

Мысалы Оңтүстік Африкадағы Витватерсранд бассейніндегі алтын кен орындары, белгілі ең бай ресурс жердегі алтын, атрибут. Дегенмен, бұл сценарий қазір күмәндануда. Витватерсрандтың алтыны бар тау жыныстары (1) әсер етуден 700 және 950 миллион жыл бұрын жиналды Вредефорт метеориті. Қалай болғанда да, бұл тағы бір сыртқы әсер болған шығар. Раковиналардан табылған алтын іштен шыққан деп есептесек те, ол да бір жерден шыққан болуы керек.

1. Оңтүстік Африкадағы Витватерсранд ойпатының алтыны бар тау жыныстары.

Сонда біздің алтынымыз емес, алтынымыз қайдан шықты? Жұлдыздар төңкерілетіні соншалықты күшті супернованың жарылыстары туралы бірнеше басқа теориялар бар. Өкінішке орай, мұндай оғаш құбылыстар да мәселені түсіндіре алмайды.

бұл алхимиктер көп жылдар бұрын тырысқанымен, мұны істеу мүмкін емес дегенді білдіреді. Алу жылтыр металлБіртекті атом ядросын құру үшін жетпіс тоғыз протон мен 90-нан 126 нейтронды біріктіру керек. Бұл. Мұндай біріктіру оны түсіндіру үшін жиі орын алмайды немесе, кем дегенде, біздің жақын ғарыштық көршімізде болмайды. орасан зор алтын байлығыбіз оны Жерде және одан табамыз. Жаңа зерттеулер көрсеткендей, алтынның шығу тегі туралы ең көп таралған теориялар, т.б. нейтрондық жұлдыздардың (2) соқтығысуы да оның мазмұны туралы сұраққа толық жауап бермейді.

Алтын қара тесікке түседі

Қазір бұл белгілі болды ең ауыр элементтер жұлдыздардағы атомдардың ядролары деп аталатын молекулаларды ұстағанда пайда болады нейтрондар. Көптеген ескі жұлдыздар үшін, соның ішінде табылғандар үшін ергежейлі галактикалар бұл зерттеуден процесс жылдам, сондықтан «r-процесс» деп аталады, мұнда «r» «жылдам» дегенді білдіреді. Процесс теориялық түрде өтетін екі белгіленген орын бар. Бірінші потенциалды фокус үлкен магнит өрістерін тудыратын супернованың жарылысы - магниторотациялы супернованы құрайды. Екіншісі - қосылу немесе соқтығысу екі нейтрондық жұлдыз.

Өндірісті көру галактикалардағы ауыр элементтер Жалпы, Калифорния технологиялық институтының ғалымдары соңғы жылдары бірнеше зерттеу жүргізді ең жақын ергежейлі галактикалар от Кек телескопы Мауна Кеа, Гавайи аралында орналасқан. Олар галактикалардағы ең ауыр элементтердің қашан және қалай пайда болғанын көргісі келді. Бұл зерттеулердің нәтижелері ергежейлі галактикалардағы процестердің басым көздері салыстырмалы түрде ұзақ уақыт ауқымында пайда болатыны туралы тезиске жаңа дәлелдер береді. Бұл ауыр элементтердің ғалам тарихында кейінірек жасалғанын білдіреді. Магниторационды суперновалар бұрынғы ғаламның құбылысы болып есептелетіндіктен, ауыр элементтердің өндірісіндегі артта қалу олардың негізгі көзі ретінде нейтрондық жұлдыздардың соқтығысуын көрсетеді.

Ауыр элементтердің спектроскопиялық белгілеріалтынды қоса алғанда, 2017 жылдың тамыз айында электромагниттік обсерваториялар GW170817 нейтрондық жұлдыздардың қосылуы оқиғасы нейтрондық жұлдыздардың қосылуы ретінде расталғаннан кейін байқалды. Ағымдағы астрофизикалық модельдер бір нейтрондық жұлдыздардың қосылуы оқиғасы 3-тен 13-ке дейін алтын массасын тудырады деп болжайды. жер бетіндегі барлық алтыннан артық.

Нейтрондық жұлдыздардың соқтығысуы алтынды жасайды, өйткені олар протондар мен нейтрондарды атом ядроларына біріктіреді, содан кейін пайда болған ауыр ядроларды ғарыш. Қосымша алтынның қажетті мөлшерін қамтамасыз ететін ұқсас процестер супернованың жарылыстары кезінде болуы мүмкін. «Бірақ мұндай атқылау кезінде алтын өндіруге жеткілікті үлкен жұлдыздар қара тесіктерге айналады», - деді Чиаки Кобаяши (3), Ұлыбританиядағы Хертфордшир университетінің астрофизигі және осы тақырыптағы соңғы зерттеудің жетекші авторы LiveScience-ке. Демек, кәдімгі суперновада алтын түзілсе де, қара тесікке сорылады.

3. Хертфордшир университетінің Чиаки Кобаяши

Бұл біртүрлі суперновалар ше? Жұлдызды жарылыстың бұл түрі деп аталады супернова магниторотациялы, өте сирек кездесетін супернова. өліп бара жатқан жұлдыз ол өте жылдам айналады және оны қоршап алады күшті магнит өрісіол жарылған кезде өздігінен аударылды. Ол өлгенде, жұлдыз ғарышқа ыстық ақ зат ағындарын шығарады. Жұлдыз іші сыртқа бұрылғандықтан, оның ағындары алтын өзектерге толы. Қазірдің өзінде алтынды құрайтын жұлдыздар сирек кездесетін құбылыс. Алтын жасап, оны ғарышқа ұшыратын жұлдыздар одан да сирек кездеседі.

Алайда, зерттеушілердің пікірінше, тіпті нейтрондық жұлдыздар мен магниторотациялық асқын жаңа жұлдыздардың соқтығысуы да біздің планетамыздағы алтынның мұндай молдығы қайдан келгенін түсіндіре алмайды. «Нейтрондық жұлдыздардың қосылуы жеткіліксіз», - дейді ол. Кобаяши. «Өкінішке орай, алтынның осы екінші әлеуетті көзін қосқанның өзінде бұл есептеу дұрыс емес».

Қаншалықты жиі екенін анықтау қиын кішкентай нейтрондық жұлдыздар, олар ежелгі супернованың өте тығыз қалдықтары болып табылады, бір-бірімен соқтығысады. Бірақ бұл өте кең таралған емес шығар. Ғалымдар мұны бір-ақ рет байқаған. Есептер олардың табылған алтынды өндіру үшін жиі соқтығыспайтынын көрсетеді. Бұл ханымның тұжырымдары Кобаяши және оның әріптестері 2020 жылдың қыркүйегінде The Astrophysical Journal журналында жариялады. Бұл ғалымдардың мұндай алғашқы тұжырымдары емес, бірақ оның командасы зерттеу деректерінің рекордтық көлемін жинады.

Бір қызығы, авторлар егжей-тегжейлі түсіндіреді Әлемде кездесетін жеңіл элементтердің саны, мысалы, көміртегі ¹²C, сондай-ақ уран сияқты алтыннан да ауыр ²³⁸U. Олардың үлгілерінде стронций сияқты элементтің шамаларын нейтрондық жұлдыздардың соқтығысуы арқылы, ал еуропийді магниторотациялы суперновалар белсенділігімен түсіндіруге болады. Бұл ғалымдар бұрын олардың ғарышта пайда болу пропорцияларын түсіндіруде қиналатын элементтер болды, бірақ алтын, дәлірек айтсақ, оның мөлшері әлі күнге дейін жұмбақ.