Как Вселенная создает золото
Иллюстрация горячего, плотного, расширяющегося облака обломков, от нейтронных звезд незадолго до того, как они столкнулись. Изображение NASA Центра космических полетов Goddard / CI Lab.
Наконец, ученые поняли, как Вселенная производит золото. Они увидели, как оно создается в космическом огне двух сталкивающихся звезд через гравитационную волну, которую они излучали.
В течение тысяч лет люди искали способ превратить вещество в золото. Древние алхимики считали этот драгоценный металл наивысшей формой материи. По мере развития человеческого знания мистические аспекты алхимии уступили место наукам, которые мы знаем сегодня. И все же, несмотря на все наши достижения в области науки и техники, история происхождения золота оставалась неизвестной. До сих пор.
Наконец, ученые знают, как Вселенная производит золото. Используя наши самые современные телескопы и детекторы, мы смогли обнаружить, что оно создается в космическом огне двух сталкивающихся звезд, впервые обнаруженных LIGO через гравитационную волну, излучаемую обсерваторией.
Происхождение элементов.
Ученым удалось собрать кусочки, из которых вытекают многие элементы периодической таблицы. Большой взрыв создал водород, самый легкий и самый распространенный элемент. Когда звезды сияют, они перерабатывают водород в более тяжелые элементы, такие как углерод и кислород, элементы жизни. В свои последние годы звезды создают общие металлы — алюминий и железо — и выбрасывают их в космос при различных типах взрывов сверхновых.
На протяжении десятилетий ученые предполагали, что эти звездные взрывы также объясняют происхождение самых тяжелых и самых редких элементов, таких как золото. Это зависит от объекта, оставленного после смерти массивной звезды: нейтронной звезды. Нейтронные звезды в полтора раза превосходят массу солнца, однако, их диаметр около 15 километров. Чайная ложка материала с их поверхности весит 10 миллионов тонн.
Многие звезды во Вселенной находятся в двоичных системах — две звезды, связанные гравитацией и вращающиеся вокруг друг друга. Пара массивных звезд может в конечном итоге стать парой нейтронных звезд. Нейтронные звезды вращаются вокруг друг друга в течение сотен миллионов лет. Но Эйнштейн говорил, что их танец не может длиться вечно. В конце концов, они должны столкнуться.
Обнаруженное массивное столкновение.
Утром 17 августа 2017 года пульсация в космосе прошла через нашу планету. Она был обнаружена детекторами гравитационных волн LIGO и Virgo. Это космическое возмущение исходило от пары нейтронных звезд, сталкивающихся со скоростью в одну треть скорости света. Энергия этого столкновения была невообразима.
Услышав о столкновении, астрономы по всему миру, принялись за работу. Телескопы большие и мелкие сканировали участок неба, откуда пришли гравитационные волны. Двенадцать часов спустя три телескопа увидели новую звезду, названную «килоновой», в галактике NGC 4993, примерно в 130 миллионов световых лет от Земли.
Астрономы захватили свет от космического огня столкнувшихся нейтронных звезд. Пришло время направить самые большие и лучшие в мире телескопы на новую звезду, чтобы увидеть видимый и инфракрасный свет от последствий столкновения. В Чили телескоп Gemini повернул свое большое 26-футовое зеркало к килоновой. NASA направило Хаббл туда же.
Подобно тому, как угли интенсивного костра становятся холодными и тусклыми, послесвечение этого космического огня быстро исчезло. Через несколько дней видимый свет исчез, оставив теплый инфракрасный свет, который также исчез.
Наблюдение за мирозданием ковки золота. Но в этом затухающем свете был закодирован ответ на давний вопрос о том, как производится золото. Просветите солнечный свет через призму, и вы увидите спектр нашего солнца — цвета радуги распространяются от коротковолнового синего света до длинноволнового красного света. Этот спектр содержит отпечатки элементов, связанных и созданных на Солнце. Каждый элемент отмечен уникальным отпечатком линий в спектре, отражающим разную атомную структуру. Спектр килоновы содержал отпечатки самых тяжелых элементов во Вселенной. Его свет несет контрольную сигнатуру материала нейтронной звезды, распадающегося на платину, золото и другие, так называемые элементы «r-процесса».
Впервые люди увидели алхимию в действии, Вселенная превратила вещество в золото. И не просто небольшое количество: это одно столкновение создало по меньшей мере 10 золотых Земель. Возможно на вас сейчас золотые или платиновые украшения. Взгляните на них. Этот металл был создан в атомном огне столкновения нейтронных звезд в нашей собственной галактике миллиарды лет назад — столкновение, подобное тому, которое наблюдали 17 августа.
Что станет с золотом, произведенном в этом столкновении? Оно будет выброшено в космос, и смешается с пылью и газом из своей галактики-хозяина. Возможно, однажды оно станет частью новой планеты, жители которой приступят к тысячелетнему поиску, чтобы понять его происхождение.
Источник
Откуда все золото мира? Из космоса!
Возможно, мы любим золото еще и потому, что атомы нашего тела и золото возникли вместе в термоядерном пламени звезд
Фото: Khaled al-Hariri / Reuters
Золото – дитя столкновений звезд. Подтверждение этой гипотезы нашли ученые из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже под руководством Эдо Бергера, когда проанализировали результаты зафиксированного гамма-всплеска на расстоянии около 4 миллиардов световых лет от Земли. Гамма-всплеск был связан со столкновением двух нейтронных звезд и последовавшим взрывом. Именно этот супервзрыв породил золото массой в несколько наших Лун, а также другие тяжелые металлы.
Называть стоимость этого золота в наших денежных единицах бессмысленно – 10 октальонов долларов просто невозможно представить. Но становится понятно – где находится место, которое насыщает нашу Вселенную золотом.
Как рождаются элементы
Сейчас науке доподлинно известно, как проистекает большинство термоядерных реакций в недрах звезд. Самая простая реакция – это слияние ядер водорода в ядро гелия. Когда начнет «гореть» гелий, то может появиться углерод, а когда и он «загорится» в термоядерном пламени, то будут образовываться ядра магния, натрия, кислорода, алюминия, кремния. Когда «загорится» кремний, можно будет сказать, что топливо для термоядерного «костра» заканчивается, – так как превращение кремния в серу и аргон – последние реакции, которые выделяют тепло. Последующая цепочка перерождений элементов уже его поглощает – и связано это уже с появлением железа.
Спектральные линии основных элементов Солнца. Спектр, огрубленный в целях наглядности, – в реальности линий много больше, и одна из них относится к золоту
В жизни многих звезд наступает момент (наступит он и у Солнца), когда водород в их центральной части заканчивается. Звезда начинает распухать и превращается в красного гиганта. И вот во внешних оболочках таких звезд легкие элементы начинают захватывать нейтроны, идущие из недр звезды, и образовывать ядра все более тяжелых элементов. Эти элементы выносятся со звездным ветром в окружающую среду .
Но, к сожалению, астрофизики не могли до сих пор объяснить, откуда все же берется золото во Вселенной в существующих количествах, хотя и понимали, какие условия нужны для его «производства». Мало того: более 70 лет назад физики уже попытались его сделать, по сути, моделируя звездный процесс в лабораторных условиях.
Алхимики XX века
Золото нейтронных звезд
Нейтронные звезды – уникальные объекты, которые образуются в финальной стадии существования массивных звезд. Описать их крайне трудно – это шары из нейтронов, окруженные корой ядер тяжелых элементов. Плотность нейтронного вещества невообразимая – что-то около 280 миллионов тонн в кубическом сантиметре! Вся масса Солнца умещается в шаре диаметром 15–20 километров. Урони наперсток такого вещества на землю – и он проколет ее до ядра.
Именно столкновение таких монстров создавало идеальные условия для образования тяжелых металлов, в частности золота. Эту идею предложил еще в 1970-х годах Джеймс Латтимер, в то время, когда научное сообщество полагало, что тяжелые элементы образуются во время коллапса массивных звезд. Однако у Латтимера в то время не было технических возможностей подтвердить свою точку зрения. Да и сейчас он с осторожностью относится к интерпретациям Бергера, полагая, что нужны новые, дополнительные научные миссии и наблюдения, которые и должны подтвердить его теорию, хотя это скорее традиционная скептическая позиция настоящего ученого, опасающегося случайных совпадений и ищущего доказательств.
Так художники изображают столкновение нейтронных звезд
Если же гипотеза Латтимера верна, то становится понятным и появление золота на нашей планете. Аномально высокое содержание тяжелых металлов в Солнечной системе наводит на мысль, что сама она образовалась из газопылевой туманности, оставшейся после взрыва сверхновой звезды, одной или даже нескольких, или какого-либо подобного катаклизма. Вот эти тяжелые элементы и создали пояс каменных планет от Меркурия до Марса, астероиды и метеориты. Здесь мы уходим из сферы астрофизики и переходим в зону ответственности планетологии.
Золотой дождь
Ответ на этот вопрос нашли специалисты Бристольского университета под руководством Маттиаса Виллболда. Сначала они нашли самую древнюю земную кору на планете в Гренландии, где находится геологическая формация Исуа. Этой формации, по мнению ученых, около 3,8 миллиарда лет, это фрагмент древнейшей земной коры, образовавшейся на остывающей планете. Здесь были взяты образцы для определения содержания в них тяжелых элементов.
Таким образом, мы обязаны своими золотыми запасами настоящему потоку ценных элементов, которые оказались на поверхности планеты благодаря массированной астероидной «бомбардировке». Потом в ходе развития Земли в течение последних миллиардов лет золото вступило в круговорот пород, появляясь на ее поверхности и вновь скрываясь в глубинах верхней мантии. Но теперь ему путь к ядру закрыт, и большое количество этого золота просто обречено оказаться в наших руках.
Но я хочу обратить ваше внимание на другой факт. Мы все состоим из углерода, кислорода, железа и других сложных элементов, которые образовались в недрах горящих и взрывающихся звезд. И золото – наш брат по звезде-матери. Может, поэтому мы его так любим?
Источник
Как Вселенная создает золото?
На протяжении тысячелетий люди пытались превратить разные вещества в золото. В древности алхимики считали, что этот драгоценный металл – наивысшая форма материи . С развитием человечества мистические аспекты алхимии постепенно заменила наука, которую мы знаем сегодня. Но, несмотря на достаточно хорошие познания, история происхождения золота долгое время оставалась загадкой.
Наконец-то, ученым удалось разгадать секрет того, как вселенная производит металл. С помощью современных телескопов и детекторов, они увидели, что золото создается в космическом огне двух сталкивающихся звезд. Впервые это сумел обнаружить аппарат LIGO, с помощью гравитационных волн.
Происхождение элементов
У специалистов получилось собрать крупицы, из которых вытекают в дальнейшем многие элементы периодической таблицы. Как известно, Большой взрыв создал водород, самый легкий и наиболее распространенный из элементов. Во время своего сияния, звезды превращают водород в более тяжелые элементы, такие как углерод и кислород. После угасания, звезды оставляют разные металлы, включая алюминий и железо, которые разбрасывают по всему космосу при взрыве сверхновой.
На протяжении десятилетий ученые считали, что взрывы звезд также объясняют появление самых тяжелых и редких элементов, таких как золото. Но во всей этой истории не хватало нескольких деталей.
Многие звезды во Вселенной формируют двоичные системы – это случай, когда две звезды связаны гравитацией и вращаются вокруг друг друга. Две массивные звезды могут закончить свою жизнь как пара нейтронных звезд . Они вращаются вокруг друг друга в течение сотен миллионов лет. Но, согласно Эйнштейну, звезды не могут так вращаться бесконечно. Рано или поздно, они столкнутся .
Столкновение нейтронных звезд
Утром 17 августа 2017 года сквозь Землю прошла некая пульсация. Ее зафиксировали детекторы гравитационных волн LIGO и Virgo. Это космическое возмущение исходило от пары нейтронных звезд, сталкивающихся на скорости одной трети скорости света. Энергия этого столкновения в разы превосходила взрыв любой атомной станции на Земле.
Услышав об этом столкновении, астрономы по всему миру принялись наводить свои крупные и небольшие телескопы на участок неба, откуда пришли гравитационные волны. Через 19 часов в галактике NGC 4993 была обнаружена новая звезда – килоновая . Она отдалена от Земли на 130 миллионов световых лет.
Астрономы перехватили свет от космического огня столкнувшихся нейтронных звезд. Это было как раз то время, когда лучшие телескопы должны были направить свой взгляд на взрыв, чтобы увидеть инфракрасный свет последствий. В частности, на эту звезду было направлено 8-метровое зеркало телескопа «Близнецы», расположенного в Чили. В NASA также решили развернуть взгляд Хаббла на это столкновение.
Как Вселенная формирует золото
В затухающем потоке света содержался ответ на то, как наша Вселенная создает золото. Если просветить солнечный свет сквозь призму, можно увидеть спектр солнца – цвета радуги распространяются от коротковолнового синего до длинноволнового красного. Этот спектр содержит «отпечатки» элементов, которые формируются на Солнце. Каждый элемент имеет свой уникальный отпечаток, линию в спектре, отражающую разную атомную структуру.
Спектр килоновой содержал отпечатки самых тяжелых элементов во Вселенной. Этот свет указывал на контрольную сигнатуру распада нейтронных звезд на платину, золото и другие элементы «r-процесса».
Что же происходит с золотом от этого столкновения? После взрыва оно смешается с газом и пылью в материнской галактике и однажды, возможно, станет строительным материалом для новой планеты, жители которой будут пытаться понять происхождение удивительного металла.
Мы благодарны Вам за чтение наших материалов!
Подписывайтесь на канал Achernar и получайте больше интересных публикаций в своей ленте. Вы можете найти нас и на других площадках:
Вконтакте | Telegram | Одноклассники
Источник