Золото в вашем обручальном кольце родилось после космической катастрофы: ученые раскрыли удивительную историю драгоценного металла
Каждое золотое украшение, которое люди носят каждый день, хранит историю, начавшуюся миллиарды лет назад. Ученые считают, что атомы золота, из которых изготавливают обручальные кольца, серьги, цепочки и монеты, появились задолго до возникновения Солнца, Земли и всей Солнечной системы.
Исследователи до сих пор пытаются окончательно выяснить, где именно во Вселенной рождаются самые тяжелые химические элементы. Одной из наиболее вероятных версий считаются грандиозные космические катастрофы — столкновения нейтронных звезд, сопровождающиеся колоссальными выбросами энергии.
Почему обычные звезды не способны создавать золото
Внутри звезд постоянно происходят реакции термоядерного синтеза.
Именно благодаря им образуется большинство химических элементов, а сами звезды излучают свет и тепло. Однако у этого процесса есть предел.
Для образования очень тяжелых элементов, таких как золото, платина или уран, энергии обычных термоядерных реакций недостаточно. Поэтому природе необходим совершенно иной механизм.
Что такое r-процесс
По объяснению физиков, образование тяжелых элементов происходит благодаря так называемому r-процессу — быстрому захвату нейтронов атомными ядрами.
В экстремальных условиях ядра атомов практически мгновенно поглощают огромное количество нейтронов, после чего проходят серию превращений, в результате которых появляются самые тяжелые элементы периодической таблицы.
Именно таким образом, как предполагают ученые, могли возникнуть золото, платина и уран.
Однако главный вопрос пока остается открытым: где именно во Вселенной существуют условия для запуска такого процесса?
Столкновение нейтронных звезд — главный кандидат
Одной из самых убедительных гипотез считается столкновение двух нейтронных звезд.
Нейтронные звезды являются одними из самых экстремальных объектов во Вселенной. Они имеют размеры крупного города, но при этом их масса превышает массу Солнца.
Во время столкновения выделяется невероятное количество энергии, а температура и давление достигают значений, при которых может запускаться r-процесс.
Именно поэтому многие астрофизики предполагают, что такие космические катастрофы являются настоящими «фабриками» золота.
При этом исследователи отмечают, что окончательных доказательств того, что при каждом подобном столкновении обязательно образуются золото и платина, пока нет.
Килоновая — один из самых ярких взрывов во Вселенной
Слияние нейтронных звезд сопровождается редчайшим явлением, которое называется килоновой.
Этот космический взрыв настолько мощный, что его яркость примерно в тысячу раз превышает яркость обычной новой звезды и в миллионы раз превосходит светимость Солнца.
Во время килоновой в космос выбрасывается огромное количество энергии, света и различных химических элементов.
Однако этот процесс продолжается недолго. Максимальная яркость сохраняется лишь несколько часов, после чего объект постепенно угасает в течение нескольких недель.
Именно в этот короткий промежуток времени, согласно современным моделям, могут рождаться атомы будущего золота.
Как золото оказалось на Земле
После своего образования тяжелые элементы разлетаются по космосу вместе с облаками вещества, оставшимися после подобных катастроф.
Спустя миллионы и даже миллиарды лет эта космическая материя участвует в формировании новых звезд, планет и астероидов.
Именно таким образом атомы золота попали в вещество, из которого около 4,5 миллиарда лет назад сформировалась Земля.
Получается, что каждое золотое украшение состоит из атомов, возникших задолго до появления нашей планеты.
Ученым удалось искусственно получить золото
Несмотря на то что в природе золото рождается в результате космических катастроф, физикам уже удалось получить его и в лабораторных условиях.
На Большом адронном коллайдере исследователи случайно создали чрезвычайно малое количество золота — около 29 триллионных грамма.
Это стало возможным благодаря экспериментам с ядрами свинца, которые разгоняли почти до скорости света и сталкивали друг с другом.
Во время этих процессов из ядра свинца выбивались протоны, в результате чего атомы свинца временно превращались в атомы золота.
Хотя полученное количество оказалось ничтожно малым и не имеет практической ценности, эксперимент подтвердил, что превращение одного химического элемента в другой действительно возможно.
Исследования происхождения золота помогают ученым глубже понять историю Вселенной и процессы, происходившие задолго до появления человечества. И хотя многие детали до сих пор остаются загадкой, современная астрофизика постепенно приближается к ответу на вопрос, откуда на самом деле появились драгоценные металлы, которые сегодня стали неотъемлемой частью нашей жизни.
