มีบางอย่างกำลังเททองลงในจักรวาล แต่ไม่มีใครรู้ว่าอะไรกันแน่ ในการสร้างทองคำ คุณต้องจับโปรตอน 79 ตัวและนิวตรอน 118 ตัวเข้าด้วยกันเพื่อสร้างนิวเคลียสอะตอมเดียว นี่คือปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันที่รุนแรง แต่การหลอมรวมที่รุนแรงแบบนี้ไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยพอ อย่างน้อยก็ใกล้พอที่จะสร้างแหล่งทองคำขนาดยักษ์ได้ การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าต้นกำเนิดที่พบมากที่สุดของการชนกันของทองคำ - ดาวนิวตรอน - ยังไม่สามารถอธิบายถึงความอุดมสมบูรณ์ได้ แล้วทองคำมาจากไหน?
ดาวนิวตรอนที่ชนกันจะสร้างทองคำโดยการชนโปรตอนและนิวตรอนเข้าไปในนิวเคลียสของอะตอมเป็นเวลาสั้นๆ แล้วขับนิวเคลียสมวลหนักที่รวมกันใหม่เหล่านี้ออกไปสู่อวกาศ ซูเปอร์โนวาทั่วไปไม่สามารถอธิบายการมีอยู่ของทองคำในเอกภพได้ เนื่องจากดาวฤกษ์มีมวลมากพอที่จะหลอมรวมทองคำก่อนที่จะตาย ซึ่งเป็นสิ่งที่หาได้ยาก กลายเป็นหลุมดำในการระเบิด จิอากิ โคบายาชิ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฮาร์ตฟอร์ดเชียร์ในสหราชอาณาจักรกล่าว การระเบิดของดาวชนิดนี้เรียกว่า ซูเปอร์โนวาที่หมุนด้วยแม่เหล็กเป็น "ซูเปอร์โนวาที่หายากมากและหมุนเร็วมาก" โคบายาชิบอกกับ Live Science
ในช่วงที่เกิดซูเปอร์โนวาที่หมุนด้วยสนามแม่เหล็ก ดาวฤกษ์ที่กำลังจะตายจะหมุนเร็วมากและสัมผัสกับสนามแม่เหล็กแรงสูงจนหมุนกลับด้านในออกระหว่างการระเบิด เมื่อใกล้ตาย ดาวฤกษ์จะปล่อยสารที่ร้อนจนเป็นไอพ่นสีขาวขึ้นสู่อวกาศ และเนื่องจากดาวถูกหันด้านในออก ไอพ่นของมันก็เต็มไปด้วยนิวเคลียสทองคำ ดาวที่ละลายทองได้นั้นหายาก ดาวฤกษ์ที่หลอมทองคำแล้วปล่อยออกสู่อวกาศนั้นหายากยิ่งกว่า
แต่แม้แต่ดาวนิวตรอนและซูเปอร์โนวาที่หมุนรอบตัวเองด้วยแม่เหล็กก็ไม่สามารถอธิบายก้นบึ้งสีทองของโลกได้ ดังที่โคบายาชิและเพื่อนร่วมงานค้นพบ "มีสองขั้นตอนสำหรับเรื่องนี้" เขากล่าว “ข้อที่หนึ่ง: การหลอมรวมดาวนิวตรอนยังไม่เพียงพอ ข้อสอง: แม้จะมีแหล่งที่สอง เราก็ยังไม่สามารถอธิบายทองคำได้มากขนาดนั้น”
การศึกษาที่ผ่านมายืนยันว่าการชนกันของดาวนิวตรอนทำให้เกิดฝนสีทอง แต่การศึกษาเหล่านี้ไม่ได้คำนึงถึงความหายากของการชนเหล่านี้ โคบายาชิและผู้ร่วมเขียนพบว่าแม้แต่การประมาณคร่าวๆ ก็แนะนำว่าอย่าชนกันบ่อยพอที่จะทำให้ทองคำทั้งหมดที่พบในระบบสุริยะ
แต่เอกสารใหม่ของโคบายาชิและเพื่อนร่วมงานของเขาซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 15 กันยายนใน The Astrophysical Journal มีข้อได้เปรียบอย่างหนึ่ง: มันละเอียดถี่ถ้วนมาก Roederer นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนผู้มองหาร่องรอยขององค์ประกอบหายากในดาวฤกษ์ห่างไกลกล่าว นักวิจัยรวบรวมข้อมูลจำนวนมหาศาลและรวมไว้ในแบบจำลองที่เชื่อถือได้ของวิวัฒนาการของดาราจักรและการผลิตสารเคมีใหม่ๆ
เมื่อใช้วิธีนี้ ผู้เขียนสามารถอธิบายการก่อตัวของอะตอมที่เบาเท่ากับคาร์บอน 12 (โปรตอน 238 ตัวและนิวตรอน 92 ตัว) และหนักเท่ากับยูเรเนียม 146 (โปรตอน XNUMX ตัวและนิวตรอน XNUMX ตัว) นี่คือช่วงที่น่าประทับใจ ซึ่งครอบคลุมองค์ประกอบที่มักถูกมองข้ามในการศึกษาดังกล่าว
โคบายาชิกล่าวว่ามีบางอย่างที่นักวิทยาศาสตร์ไม่รู้เกี่ยวกับการขุดทอง หรือบางทีการชนกันของดาวนิวตรอนอาจให้ทองคำมากกว่าที่แบบจำลองที่มีอยู่แนะนำ ไม่ว่าในกรณีใด นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์มีงานต้องทำอีกมากก่อนที่จะสามารถอธิบายได้ว่าการตกแต่งที่หรูหรานี้มาจากไหน
อ่าน:
- นักวิทยาศาสตร์พบทะเลสาบใต้ดินบนดาวอังคาร ซึ่งอาจมีร่องรอยของชีวิต
- NASA ประกาศว่าปัญหาการรั่วไหลของอากาศบนสถานีอวกาศนานาชาติจะได้รับการแก้ไขในไม่ช้า