Något häller guld i universum. Men ingen vet exakt vad. För att göra guld måste du binda samman 79 protoner och 118 neutroner för att bilda en enda atomkärna. Detta är en intensiv kärnfusionsreaktion. Men den här typen av intensiv fusion sker inte tillräckligt ofta, åtminstone inte tillräckligt nära, för att skapa en gigantisk guldkälla. En ny studie har visat att guldets vanligaste ursprung - kollisioner med neutronstjärnor - inte heller kan förklara dess överflöd. Så var kommer guldet ifrån?
Kolliderande neutronstjärnor skapar guld genom att en kort stund stöta in protoner och neutroner i atomkärnor och sedan skjuta ut dessa nyligen kombinerade tunga kärnor i rymden. Vanliga supernovor kan inte förklara förekomsten av guld i universum eftersom stjärnor som är tillräckligt massiva för att smälta ihop guld innan de dör – vilket är sällsynt – blir svarta hål i explosionen, säger Chiaki Kobayashi, astrofysiker vid University of Hertfordshire i Storbritannien. Denna typ av stjärnexplosion kallas magnetroterande supernova, är "en mycket sällsynt, mycket snabbt snurrande supernova," berättade Kobayashi för WordsSideKick.com.
Under en magnetoroterande supernova roterar den döende stjärnan så snabbt och utsätts för så starka magnetfält att den vänder ut och in under explosionen. Döende skjuter stjärnan ut ämnen som värms upp till en vit stråle ut i rymden. Och eftersom stjärnan vänds ut och in, är dess jetstrålar fyllda med guldkärnor. Stjärnor som överhuvudtaget smälter guld är sällsynta. Stjärnor som smälter ihop guld och sedan skjuter ut det i rymden är ännu sällsynta.
Men även neutronstjärnor plus magnetroterande supernovor tillsammans kan inte förklara jordens gyllene botten, som Kobayashi och hans kollegor fick reda på. "Det finns två steg i det här," sa han. "Nummer ett: Neutronstjärnans fusion räcker inte. Nummer två: även med den andra källan kan vi fortfarande inte förklara så mycket guld.”
Enligt honom har tidigare studier bekräftat att kollisioner av neutronstjärnor orsakar guldregn. Men dessa studier tog inte hänsyn till sällsyntheten av dessa kollisioner. Kobayashi och hans medförfattare fann att även grova uppskattningar tyder på att de inte kolliderar tillräckligt ofta för att göra allt guld som finns i solsystemet.
Men den nya uppsatsen av Kobayashi och hans kollegor, publicerad 15 september i The Astrophysical Journal, har en stor fördel: den är extremt grundlig, säger Roederer, en astrofysiker vid University of Michigan som letar efter spår av sällsynta grundämnen i avlägsna stjärnor. Forskarna samlade in en enorm mängd data och inkluderade dem i tillförlitliga modeller av galaxens utveckling och produktionen av nya kemikalier.
Med detta tillvägagångssätt kunde författarna förklara bildandet av atomer så lätta som kol 12 (sex protoner och sex neutroner) och lika tunga som uran 238 (92 protoner och 146 neutroner). Detta är ett imponerande utbud som täcker element som vanligtvis ignoreras i sådana studier.
Kobayashi sa att något där ute som forskarna inte känner till måste vara att bryta guldet. Eller kanske neutronstjärnekollisioner ger mer guld än vad befintliga modeller antyder. Astrofysiker har i alla fall mycket att göra innan de kan förklara var all denna tjusiga dekoration kom ifrån.
Läs också:
- Forskare har hittat underjordiska sjöar på Mars, som kan innehålla spår av liv
- NASA meddelade att problemet med luftläckage på ISS snart kommer att vara löst