Iets giet goud in het universum. Maar niemand weet wat precies. Om goud te maken, moet je 79 protonen en 118 neutronen aan elkaar binden om één atoomkern te vormen. Dit is een intense kernfusiereactie. Maar dit soort intense fusie gebeurt niet vaak genoeg, althans lang niet genoeg, om een gigantische bron van goud te creëren. Een nieuwe studie heeft aangetoond dat de meest voorkomende oorsprong van goud - neutronensterbotsingen - ook de overvloed ervan niet kan verklaren. Dus waar komt het goud vandaan?
Botsende neutronensterren creëren goud door protonen en neutronen kort tegen atoomkernen te stoten en deze nieuw gecombineerde zware kernen vervolgens de ruimte in te werpen. Gewone supernova's kunnen de aanwezigheid van goud in het universum niet verklaren, omdat sterren die massief genoeg zijn om goud te smelten voordat ze sterven - wat zeldzaam is - zwarte gaten worden in de explosie, zei Chiaki Kobayashi, een astrofysicus aan de Universiteit van Hertfordshire in het Verenigd Koninkrijk. Dit type sterexplosie wordt genoemd magneto-roterende supernova, is "een zeer zeldzame, zeer snel draaiende supernova", vertelde Kobayashi aan WordsSideKick.com.
Tijdens een magnetoroterende supernova roteert de stervende ster zo snel en wordt hij blootgesteld aan zulke sterke magnetische velden dat hij tijdens de explosie binnenstebuiten keert. Stervend lanceert de ster stoffen die tot een witte straal zijn verwarmd de ruimte in. En aangezien de ster binnenstebuiten is gekeerd, zijn de jets gevuld met gouden kernen. Sterren die überhaupt goud smelten zijn zeldzaam. Sterren die goud samensmelten en vervolgens de ruimte in werpen, zijn nog zeldzamer.
Maar zelfs neutronensterren plus magneto-roterende supernova's kunnen samen de gouden bodem van de aarde niet verklaren, zoals Kobayashi en zijn collega's ontdekten. "Er zijn twee fasen in deze," zei hij. “Nummer één: neutronensterfusie is niet genoeg. Nummer twee: zelfs met de tweede bron kunnen we nog steeds niet zoveel goud verklaren.”
Volgens hem hebben eerdere studies bevestigd dat botsingen van neutronensterren gouden regen veroorzaken. Maar deze studies hielden geen rekening met de zeldzaamheid van deze botsingen. Kobayashi en zijn co-auteurs ontdekten dat zelfs ruwe schattingen suggereren dat ze niet vaak genoeg botsen om al het goud te maken dat in het zonnestelsel wordt gevonden.
Maar het nieuwe artikel van Kobayashi en zijn collega's, gepubliceerd op 15 september in The Astrophysical Journal, heeft één groot voordeel: het is buitengewoon grondig, zei Roederer, een astrofysicus aan de Universiteit van Michigan die op zoek is naar sporen van zeldzame elementen in verre sterren. De onderzoekers verzamelden een enorme hoeveelheid data en verwerkten die in betrouwbare modellen van de evolutie van het sterrenstelsel en de productie van nieuwe chemicaliën.
Met behulp van deze benadering konden de auteurs de vorming verklaren van atomen zo licht als koolstof 12 (zes protonen en zes neutronen) en zo zwaar als uranium 238 (92 protonen en 146 neutronen). Dit is een indrukwekkende reeks, die elementen dekt die in dergelijke studies gewoonlijk worden genegeerd.
Kobayashi zei dat iets daarginds waar wetenschappers niets vanaf weten, het goud moet delven. Of misschien leveren neutronensterbotsingen meer goud op dan bestaande modellen suggereren. In ieder geval hebben astrofysici veel werk te verzetten voordat ze kunnen uitleggen waar al deze mooie versieringen vandaan komen.
Lees ook:
- Wetenschappers hebben op Mars ondergrondse meren gevonden die mogelijk sporen van leven bevatten
- NASA heeft aangekondigd dat het probleem met luchtlekkage op het ISS binnenkort zal worden opgelost