Как черните дупки са изиграли роля в производството на елементи като златото на Земята?
Образуването на леки и тежки елементи е обект на изследване сред учените от много дълго време. Смята се, че повечето елементи са се появили като водород и хелий, комбинирани, за да образуват звезди. Когато тези звезди стават все по-горещи и по-масивни, тези по-тежки елементи са изковани – процес, наречен нуклеосинтеза – и когато звездите достигат края на живота си, те изхвърлат тези елементи в Космоса.
Има и други начини, по които тежките елементи, като среброто и златото, могат да възникнат. Възможно е тези елементи да се образуват в резултат на сблъсък на неутронни звезди. Неутронните звезди са остатъци от масивни звезди, които не са били достатъчно масивни, за да се превърнат в черни дупки, вместо това колапсът е спрян от нещо, наречено налягане на неутронно израждане, което води до създаването на изключително тежки обекти които са малки по размер, но изключително плътни. Една чаена лъжичка, пълна с материал от неутронна звезда, би тежала приблизително четири МИЛИАРДА тона!
Има ли други начини, по които природата създава тежки елементи? Скорошен документ поставя нов възможен сценарий за това как се формират тези елементи.
Откъде идва златото?
Както вече стана ясно, отдавна се смята, че златото и други тежки елементи могат да се образуват по няколко различни начина: в ядрата на масивни звезди, когато две неутронни звезди се сблъскат, или в рамките на горещите облаци газ, които бълват елементи в космоса, моменти след събитие на свръхнова.
Според скорошен документ обаче, черните дупки може да са изиграли основна роля в създаването на един от най-ценните елементи на Земята: златото.
Това изследване, публикувано в изданието от ноември 2021 г. на Месечни известия на Кралското астрономическо общество, предлага нов подход за разбирането на образуването на тежки елементи. То предполага, че тежките елементи са създадени във въртящите се маси от газ и прах, обграждащи новородена черна дупка – в акреционния диск. Това може да стане след сливането на две масивни неутронни звезди и по време на колапса и експлозията на въртяща се звезда.
Според ScienceAlert, „В тези екстремни среди, високата скорост на емисии на неутрино улеснява превръщането на протоните в неутрони – което води до излишък от последните, необходим за процеса, който произвежда тежки елементи.“
Нещо повече, „Смята се, че бебешката черна дупка е заобиколена от плътен, горещ пръстен от материал, който се върти около черната дупка и се влива в нея, като вода в канализацията. В тези среди, неутрино се излъчват в изобилие и астрономите предполагат, че в резултат на това може да се осъществи нуклеосинтеза на r-улавяне (бързото улавяне на неутрони върху тежки елементи).“
Модели и симулации покават на изследователите, че ако са изпълнени определени параметри – като „бебешка черна дупка“, отговаряща на определени критерии за маса и въртене, заедно с това околния газов диск да е достатъчно масивен – неутрино биха съществували в изобилие и синтезът би могъл да се извърши в акреционния диск.
Изследователите са открили злато на приблизително същата възраст като Земята, което означава, че е на около 4,5 милиарда години, но не са сигурни точно как се е образувало. Слънцето не е достатъчно масивно, за да слее нещо в злато или сребро. Всъщност то не може да стопи нищо по-тежко от кислорода, който има 8 протона. Златото, от друга страна, се състои от 79 протона. Така че изисква МНОГО енергия, за да се слее.
Така че пръстенът, който носите на пръста си, може да е генериран от черна дупка преди милиарди години и доставен на Земята чрез астероиди и комети (или от масивния облак, който се е сринал, за да се образува нашето Слънце).
Невероятно, нали?
Източник: InterestingEngineering
