Kwa nini kuna dhahabu nyingi sana katika ulimwengu unaojulikana?

Kuna dhahabu nyingi sana katika ulimwengu, au angalau katika eneo tunamoishi. Labda hii sio shida, kwa sababu tunathamini dhahabu sana. Jambo ni kwamba, hakuna mtu anayejua ilitoka wapi. Na hii inawavutia wanasayansi.

Kwa maana dunia iliyeyushwa wakati ilipoumbwa, karibu dhahabu yote kwenye sayari yetu wakati huo pengine ilitumbukia kwenye kiini cha sayari. Kwa hivyo, inachukuliwa kuwa dhahabu nyingi iliyopatikana ndani Ukanda wa dunia na vazi hilo lililetwa duniani baadaye na athari za asteroid wakati wa Mlipuko Mzito wa Marehemu, kama miaka bilioni 4 iliyopita.

Na mfano mabaki ya dhahabu katika bonde la Witwatersrand nchini Afrika Kusini, rasilimali tajiri zaidi inayojulikana dhahabu duniani, sifa. Walakini, hali hii kwa sasa inatiliwa shaka. Miamba yenye dhahabu ya Witwatersrand (1) zilipangwa kati ya miaka milioni 700 na 950 kabla ya athari meteorite ya Vredefort. Kwa hali yoyote, labda ilikuwa ushawishi mwingine wa nje. Hata tukidhania kuwa dhahabu tunayopata kwenye ganda inatoka ndani, lazima pia iwe imetoka mahali fulani ndani.

1. Miamba yenye dhahabu katika bonde la Witwatersrand nchini Afrika Kusini.

Kwa hivyo dhahabu yetu yote na sio yetu ilitoka wapi hapo awali? Kuna nadharia zingine kadhaa kuhusu milipuko ya supernova yenye nguvu sana hivi kwamba nyota huanguka. Kwa bahati mbaya, hata matukio ya ajabu kama haya hayaelezi shida.

ambayo ina maana kwamba haiwezekani kufanya, ingawa alchemists walijaribu miaka mingi iliyopita. Pata chuma kinachong'aaprotoni sabini na tisa na neutroni 90 hadi 126 lazima ziunganishwe pamoja ili kuunda kiini cha atomiki kinachofanana. Hii ni . Muunganisho kama huo haufanyiki mara kwa mara vya kutosha, au angalau sio katika kitongoji chetu cha karibu cha ulimwengu, kuelezea. utajiri mkubwa wa dhahabuambayo tunaipata Duniani na ndani. Utafiti mpya umeonyesha kuwa nadharia za kawaida za asili ya dhahabu, i.e. migongano ya nyota za nyutroni (2) pia haitoi jibu kamili kwa swali la yaliyomo.

Dhahabu itaanguka kwenye shimo nyeusi

Sasa inajulikana kuwa vipengele vizito zaidi huundwa wakati viini vya atomi katika nyota vinapokamata molekuli zinazoitwa neutroni. Kwa nyota nyingi za zamani, pamoja na zile zinazopatikana ndani galaksi kibete kutoka kwa utafiti huu, mchakato ni wa haraka na kwa hiyo unaitwa "r-mchakato", ambapo "r" inasimama kwa "haraka". Kuna maeneo mawili yaliyotengwa ambapo mchakato kinadharia hufanyika. Mtazamo wa kwanza unaowezekana ni mlipuko wa supernova ambao huunda uwanja mkubwa wa sumaku - supernova ya magnetorotational. Ya pili ni kuunganisha au kugongana nyota mbili za neutroni.

Tazama uzalishaji vipengele vizito katika galaksi Kwa ujumla, wanasayansi katika Taasisi ya Teknolojia ya California katika miaka ya hivi karibuni wamesoma kadhaa galaksi za karibu zaidi kutoka Darubini ya Keka iko kwenye Mauna Kea, Hawaii. Walitaka kuona ni lini na jinsi vipengele vizito zaidi katika galaksi viliundwa. Matokeo ya tafiti hizi hutoa ushahidi mpya kwa nadharia kwamba vyanzo vikuu vya michakato katika galaksi ndogo huibuka kwenye mizani ya muda mrefu. Hii ina maana kwamba vipengele vizito viliumbwa baadaye katika historia ya ulimwengu. Kwa kuwa supernovae ya magnetorotational inachukuliwa kuwa tukio la ulimwengu wa awali, kuchelewa kwa uzalishaji wa vipengele vizito kunaonyesha migongano ya nyota ya nyutroni kama chanzo chao kikuu.

Ishara za Spectroscopic za vipengele nzito, ikiwa ni pamoja na dhahabu, zilizingatiwa mnamo Agosti 2017 na uchunguzi wa sumakuumeme katika tukio la kuunganisha nyota ya neutroni GW170817 baada ya tukio hilo kuthibitishwa kuwa muunganisho wa nyota ya nyutroni. Miundo ya sasa ya kiangazi inapendekeza kuwa tukio moja la kuunganisha nyota ya neutroni huzalisha kati ya 3 na 13 za dhahabu. kuliko dhahabu yote duniani.

Migongano ya nyota ya nyutroni huunda dhahabu, kwa sababu huchanganya protoni na nyutroni kwenye viini vya atomiki, na kisha hutupa viini vizito vinavyotokana. nafasi. Michakato sawa, ambayo kwa kuongeza itatoa kiasi kinachohitajika cha dhahabu, inaweza kutokea wakati wa milipuko ya supernova. "Lakini nyota zenye wingi wa kutosha kuzalisha dhahabu katika mlipuko kama huo hugeuka na kuwa mashimo meusi," Chiaki Kobayashi (3), mtaalamu wa anga katika Chuo Kikuu cha Hertfordshire nchini Uingereza na mwandishi mkuu wa utafiti wa hivi punde zaidi kuhusu suala hilo, aliiambia LiveScience. Kwa hivyo, katika supernova ya kawaida, dhahabu, hata ikiwa imeundwa, huingizwa kwenye shimo nyeusi.

3. Chiaki Kobayashi wa Chuo Kikuu cha Hertfordshire

Vipi kuhusu hizo supernova za ajabu? Aina hii ya mlipuko wa nyota, kinachojulikana supernova magnetorotational, supernova adimu sana. nyota inayokufa anazunguka kwa kasi ndani yake na amezungukwa nayo nguvu magnetic shambakwamba ilijiviringisha yenyewe ilipolipuka. Inapokufa, nyota hiyo huachilia jeti nyeupe za moto angani. Kwa sababu nyota imegeuzwa ndani, jeti zake zimejaa chembe za dhahabu. Hata sasa, nyota zinazounda dhahabu ni jambo adimu. Hata adimu zaidi ni nyota kuunda dhahabu na kuizindua angani.

Walakini, kulingana na watafiti, hata mgongano wa nyota za nyutroni na supernovae ya magnetorotational haielezi ni wapi dhahabu nyingi kwenye sayari yetu ilitoka. "Muunganisho wa nyota za nyutroni hautoshi," anasema. Kobayashi. "Na kwa bahati mbaya, hata kwa kuongezwa kwa chanzo hiki cha pili cha dhahabu, hesabu hii sio sawa."

Ni vigumu kuamua hasa mara ngapi nyota ndogo za neutroni, ambayo ni mabaki mnene sana ya supernovae ya zamani, yanagongana. Lakini hii labda sio kawaida sana. Wanasayansi wameona hii mara moja tu. Makadirio yanaonyesha kwamba hazigongani mara nyingi vya kutosha ili kutoa dhahabu iliyopatikana. Haya ni mahitimisho ya bibi Kobayashi na wenzake, ambayo walichapisha mnamo Septemba 2020 katika Jarida la Astrophysical. Haya sio matokeo ya kwanza kama haya na wanasayansi, lakini timu yake imekusanya rekodi ya data ya utafiti.

Kwa kupendeza, waandishi wanaelezea kwa undani fulani kiasi cha vipengele vyepesi vinavyopatikana katika ulimwengu, kama vile kaboni ¹²C, na pia nzito kuliko dhahabu, kama vile uranium ²³⁸U. Katika mifano yao, idadi ya kipengele kama vile strontium inaweza kuelezewa na mgongano wa nyota za nyutroni, na europium kwa shughuli ya supernovae ya magnetorotational. Hizi ndizo vipengele ambavyo wanasayansi walikuwa na ugumu wa kuelezea uwiano wa matukio yao katika nafasi, lakini dhahabu, au tuseme, wingi wake, bado ni siri.