Pam mae cymaint o aur yn y bydysawd hysbys?

Mae gormod o aur yn y bydysawd, neu o leiaf yn yr ardal lle rydyn ni'n byw. Efallai nad yw hyn yn broblem, oherwydd rydym yn gwerthfawrogi aur yn fawr iawn. Y peth yw, does neb yn gwybod o ble y daeth. Ac mae hyn yn cynhyrfu gwyddonwyr.

Oherwydd bod y ddaear yn dawdd ar yr adeg y cafodd ei ffurfio, mae'n debyg bod bron yr holl aur ar ein planed ar y pryd wedi plymio i graidd y blaned. Felly, tybir fod y rhan fwyaf o'r aur a geir yn cramen y ddaear a daethpwyd â’r fantell i’r Ddaear yn ddiweddarach gan effeithiau asteroidau yn ystod y Bombardiad Trwm Hwyr, tua 4 biliwn o flynyddoedd yn ôl.

Na enghraifft dyddodion aur ym masn Witwatersrand yn Ne Affrica, yr adnodd cyfoethocaf hysbys aur ar y ddaear, priodoledd. Fodd bynnag, mae'r senario hwn yn cael ei gwestiynu ar hyn o bryd. Creigiau sy'n dwyn aur o'r Witwatersrand (1) eu pentyrru rhwng 700 a 950 miliwn o flynyddoedd cyn yr effaith Meteoryn Vredeforta. Beth bynnag, mae'n debyg mai dylanwad allanol arall ydoedd. Hyd yn oed os tybiwn fod yr aur a gawn yn y cregyn yn dod o'r tu mewn, mae'n rhaid ei fod hefyd wedi dod o rywle oddi mewn.

1. Creigiau sy'n dwyn aur o fasn Witwatersrand yn Ne Affrica.

Felly o ble daeth ein holl aur ac nid ein aur ni yn wreiddiol? Mae yna nifer o ddamcaniaethau eraill am ffrwydradau uwchnofa mor bwerus nes bod y sêr yn brigo drosodd. Yn anffodus, nid yw hyd yn oed ffenomenau rhyfedd o'r fath yn esbonio'r broblem.

sy'n golygu ei bod yn amhosibl ei wneud, er i'r alcemyddion geisio flynyddoedd lawer yn ôl. Cael metel sgleiniogrhaid rhwymo saith deg naw o brotonau a 90 i 126 o niwtronau at ei gilydd i ffurfio cnewyllyn atomig unffurf. Mae'n . Nid yw uno o'r fath yn digwydd yn ddigon aml, neu o leiaf nid yn ein cymdogaeth gosmig uniongyrchol, i'w esbonio. cyfoeth enfawr o aura ddarganfyddwn ar y Ddaear ac yn. Mae ymchwil newydd wedi dangos bod y damcaniaethau mwyaf cyffredin am darddiad aur, h.y. nid yw gwrthdrawiadau o sêr niwtron (2) ychwaith yn rhoi ateb cynhwysfawr i gwestiwn ei gynnwys.

Bydd aur yn disgyn i'r twll du

Nawr mae'n hysbys bod yr elfennau trymaf a ffurfir pan fydd niwclysau atomau mewn sêr yn dal moleciwlau o'r enw niwtronau. Ar gyfer y rhan fwyaf o hen sêr, gan gynnwys y rhai a geir yn galaethau corrach o'r astudiaeth hon, mae'r broses yn gyflym ac felly fe'i gelwir yn "r-broses", lle mae "r" yn sefyll am "cyflym". Mae dau le dynodedig lle mae'r broses yn digwydd yn ddamcaniaethol. Y ffocws potensial cyntaf yw ffrwydrad uwchnofa sy'n creu meysydd magnetig mawr - uwchnofa magnetorotational. Yr ail yw ymuno neu wrthdaro dwy seren niwtron.

Gweld cynhyrchiad elfennau trwm mewn galaethau Yn gyffredinol, mae gwyddonwyr yn Sefydliad Technoleg California yn y blynyddoedd diwethaf wedi astudio sawl un galaethau corrach agosaf o Keck telesgop lleoli ar Mauna Kea, Hawaii. Roeddent am weld pryd a sut y ffurfiodd yr elfennau trymaf mewn galaethau. Mae canlyniadau'r astudiaethau hyn yn darparu tystiolaeth newydd ar gyfer y thesis bod y prif ffynonellau prosesau mewn galaethau gorrach yn codi ar raddfeydd amser cymharol hir. Mae hyn yn golygu bod elfennau trwm wedi'u creu yn ddiweddarach yn hanes y bydysawd. Gan fod uwchnofâu magnetorotational yn cael eu hystyried yn ffenomen yn y bydysawd cynharach, mae'r oedi wrth gynhyrchu elfennau trwm yn pwyntio at wrthdrawiadau seren niwtron fel eu prif ffynhonnell.

Arwyddion sbectrosgopig o elfennau trwmArsylwyd , gan gynnwys aur, ym mis Awst 2017 gan arsyllfeydd electromagnetig yn y digwyddiad uno seren niwtron GW170817 ar ôl i'r digwyddiad gael ei gadarnhau fel uno seren niwtron. Mae modelau astroffisegol presennol yn awgrymu bod digwyddiad uno seren niwtron sengl yn cynhyrchu rhwng 3 a 13 màs o aur. yn fwy na'r holl aur ar y ddaear.

Mae gwrthdrawiadau seren niwtron yn creu aur, oherwydd eu bod yn cyfuno protonau a niwtronau yn niwclysau atomig, ac yna'n taflu'r niwclysau trwm canlyniadol i mewn gofod. Gallai prosesau tebyg, a fyddai hefyd yn darparu'r swm gofynnol o aur, ddigwydd yn ystod ffrwydradau uwchnofa. “Ond mae sêr sy’n ddigon enfawr i gynhyrchu aur mewn ffrwydrad o’r fath yn troi’n dyllau du,” meddai Chiaki Kobayashi (3), astroffisegydd ym Mhrifysgol Swydd Hertford yn y DU ac awdur arweiniol yr astudiaeth ddiweddaraf ar y pwnc, wrth LiveScience. Felly, mewn uwchnofa cyffredin, mae aur, hyd yn oed os caiff ei ffurfio, yn cael ei sugno i'r twll du.

3. Chiaki Kobayashi o Brifysgol Swydd Hertford

Beth am yr uwchnofa rhyfedd hynny? Mae'r math hwn o ffrwydrad seren, yr hyn a elwir magnetorotational uwchnofa, uwchnofa prin iawn. seren yn marw mae'n troelli mor gyflym ynddo ac yn cael ei amgylchynu ganddo maes magnetig cryfei fod yn rholio drosodd ar ei ben ei hun pan ffrwydrodd. Pan fydd yn marw, mae'r seren yn rhyddhau jetiau gwyn poeth o fater i'r gofod. Oherwydd bod y seren wedi'i throi o'r tu mewn, mae ei jetiau'n llawn creiddiau euraidd. Hyd yn oed nawr, mae'r sêr sy'n ffurfio aur yn ffenomenon prin. Yn brinnach fyth mae sêr yn creu aur ac yn ei lansio i'r gofod.

Fodd bynnag, yn ôl yr ymchwilwyr, nid yw hyd yn oed y gwrthdrawiad o sêr niwtron a supernovae magnetorotational yn esbonio o ble y daeth cymaint o aur ar ein planed. “Nid yw uno seren niwtron yn ddigon,” meddai. Kobayashi. “Ac yn anffodus, hyd yn oed gydag ychwanegu’r ail ffynhonnell bosibl hon o aur, mae’r cyfrifiad hwn yn anghywir.”

Mae'n anodd penderfynu yn union pa mor aml sêr niwtron bach, sy'n weddillion trwchus iawn o uwchnofâu hynafol, yn gwrthdaro â'i gilydd. Ond mae'n debyg nad yw hyn yn gyffredin iawn. Dim ond unwaith y mae gwyddonwyr wedi sylwi ar hyn. Mae amcangyfrifon yn dangos nad ydynt yn gwrthdaro'n ddigon aml i gynhyrchu'r aur a ddarganfuwyd. Dyma gasgliadau y foneddiges Kobayashi a'i gydweithwyr, a gyhoeddwyd ganddynt ym mis Medi 2020 yn The Astrophysical Journal. Nid dyma'r canfyddiadau cyntaf o'r fath gan wyddonwyr, ond mae ei dîm wedi casglu'r swm uchaf erioed o ddata ymchwil.

Yn ddiddorol, mae'r awduron yn egluro'n eithaf manwl faint o elfennau ysgafnach a geir yn y bydysawd, megis carbon ¹²C, ac hefyd yn drymach nag aur, megis wraniwm ²³⁸U. Yn eu modelau, gellir esbonio meintiau elfen o'r fath â strontiwm gan wrthdrawiad sêr niwtron, ac ewropiwm gan weithgaredd uwchnofâu magnetorotational. Dyma'r elfennau y byddai gwyddonwyr yn arfer cael anhawster i egluro cyfrannau eu digwyddiad yn y gofod, ond mae aur, neu yn hytrach, ei faint, yn dal i fod yn ddirgelwch.