Pourquoi y a-t-il tant d'or dans l'univers connu ?

Il y a trop d'or dans l'univers, ou du moins dans la région où nous vivons. Ce n'est peut-être pas un problème, car nous apprécions beaucoup l'or. Le truc, c'est que personne ne sait d'où ça vient. Et cela intrigue les scientifiques.

Parce que la terre était en fusion au moment où elle s'est formée, presque tout l'or de notre planète à cette époque probablement plongé au cœur de la planète. Par conséquent, on suppose que la majeure partie de l'or trouvé dans la croûte terrestre et le manteau a été amené sur Terre plus tard par des impacts d'astéroïdes lors du bombardement tardif, il y a environ 4 milliards d'années.

Dans l'exemple gisements d'or dans le bassin du Witwatersrand en Afrique du Sud, la ressource la plus riche connue or sur terre, attribut. Cependant, ce scénario est actuellement remis en question. Roches aurifères du Witwatersrand (1) se sont empilés entre 700 et 950 millions d'années avant l'impact la météorite de Vredefort. En tout cas, c'était probablement une autre influence extérieure. Même si nous supposons que l'or que nous trouvons dans les coquilles vient de l'intérieur, il doit aussi provenir de quelque part à l'intérieur.

1. Roches aurifères du bassin du Witwatersrand en Afrique du Sud.

Alors d'où vient tout notre or et pas le nôtre à l'origine ? Il existe plusieurs autres théories sur les explosions de supernova si puissantes que les étoiles se renversent. Malheureusement, même ces phénomènes étranges n'expliquent pas le problème.

ce qui signifie que c'est impossible à faire, bien que les alchimistes aient essayé il y a de nombreuses années. Avoir métal brillantsoixante-dix-neuf protons et 90 à 126 neutrons doivent être liés ensemble pour former un noyau atomique uniforme. C'est . Une telle fusion ne se produit pas assez souvent, ou du moins pas dans notre voisinage cosmique immédiat, pour l'expliquer. gigantesque richesse en orque nous trouvons sur Terre et dans. De nouvelles recherches ont montré que les théories les plus courantes sur l'origine de l'or, c'est-à-dire les collisions d'étoiles à neutrons (2) n'apportent pas non plus de réponse exhaustive à la question de son contenu.

L'or tombera dans le trou noir

Maintenant on sait que les éléments les plus lourds formé lorsque les noyaux des atomes des étoiles piègent des molécules appelées neutrons. Pour la plupart des étoiles anciennes, y compris celles trouvées dans galaxies naines d'après cette étude, le processus est rapide et est donc appelé le "processus r", où "r" signifie "rapide". Il y a deux endroits désignés où le processus a théoriquement lieu. Le premier foyer potentiel est une explosion de supernova qui crée de grands champs magnétiques - une supernova magnétorotationnelle. La seconde rejoint ou entre en collision deux étoiles à neutrons.

Voir la fabrication éléments lourds dans les galaxies En général, les scientifiques du California Institute of Technology ont étudié ces dernières années plusieurs galaxies naines les plus proches à partir de Télescope Kéka situé sur le Mauna Kea, Hawaï. Ils voulaient voir quand et comment se formaient les éléments les plus lourds des galaxies. Les résultats de ces études fournissent de nouvelles preuves pour la thèse selon laquelle les sources dominantes des processus dans les galaxies naines surviennent sur des échelles de temps relativement longues. Cela signifie que les éléments lourds ont été créés plus tard dans l'histoire de l'univers. Étant donné que les supernovae magnétorotationnelles sont considérées comme un phénomène de l'univers antérieur, le retard dans la production d'éléments lourds indique que les collisions d'étoiles à neutrons sont leur principale source.

Signes spectroscopiques d'éléments lourds, y compris de l'or, ont été observés en août 2017 par des observatoires électromagnétiques lors de l'événement de fusion d'étoiles à neutrons GW170817 après que l'événement a été confirmé comme une fusion d'étoiles à neutrons. Les modèles astrophysiques actuels suggèrent qu'un seul événement de fusion d'étoiles à neutrons génère entre 3 et 13 masses d'or. plus que tout l'or de la terre.

Les collisions d'étoiles à neutrons créent de l'or, car ils combinent protons et neutrons en noyaux atomiques, puis éjectent les noyaux lourds résultants dans espace. Des processus similaires, qui fourniraient en outre la quantité d'or requise, pourraient se produire lors d'explosions de supernova. "Mais les étoiles suffisamment massives pour produire de l'or lors d'une telle éruption se transforment en trous noirs", a déclaré à LiveScience Chiaki Kobayashi (3), astrophysicien à l'Université de Hertfordshire au Royaume-Uni et auteur principal de la dernière étude sur le sujet. Ainsi, dans une supernova ordinaire, l'or, même s'il se forme, est aspiré dans le trou noir.

3. Chiaki Kobayashi de l'Université du Hertfordshire

Et ces étranges supernovas ? Ce type d'explosion d'étoiles, la soi-disant supernova magnétorotationnelle, une supernova très rare. étoile mourante il tourne si vite dedans et en est entouré fort champ magnétiquequ'il s'est renversé tout seul lorsqu'il a explosé. Lorsqu'elle meurt, l'étoile libère des jets de matière blanche et chaude dans l'espace. Parce que l'étoile est retournée, ses jets sont remplis de noyaux dorés. Même maintenant, les étoiles qui composent l'or sont un phénomène rare. Encore plus rares sont les étoiles créant de l'or et le lançant dans l'espace.

Cependant, selon les chercheurs, même la collision d'étoiles à neutrons et de supernovae magnétorotationnelles n'explique pas d'où provient une telle abondance d'or sur notre planète. "Les fusions d'étoiles à neutrons ne suffisent pas", dit-il. Kobayashi. "Et malheureusement, même avec l'ajout de cette deuxième source potentielle d'or, ce calcul est faux."

Il est difficile de déterminer exactement à quelle fréquence minuscules étoiles à neutrons, qui sont des vestiges très denses d'anciennes supernovae, entrent en collision les unes avec les autres. Mais ce n'est probablement pas très courant. Les scientifiques ne l'ont observé qu'une seule fois. Les estimations montrent qu'ils ne se heurtent pas assez souvent pour produire l'or trouvé. Ce sont les conclusions de la dame Kobayashi et ses collègues, qu'ils ont publié en septembre 2020 dans The Astrophysical Journal. Ce ne sont pas les premières découvertes de ce genre par des scientifiques, mais son équipe a recueilli une quantité record de données de recherche.

Fait intéressant, les auteurs expliquent en détail la quantité d'éléments plus légers trouvés dans l'univers, comme le carbone ¹²C, et aussi plus lourd que l'or, comme l'uranium ²³⁸U. Dans leurs modèles, les quantités d'un élément tel que le strontium peuvent être expliquées par la collision d'étoiles à neutrons et l'europium par l'activité de supernovae magnétorotationnelles. Ce sont les éléments que les scientifiques utilisaient pour avoir du mal à expliquer les proportions de leur présence dans l'espace, mais l'or, ou plutôt sa quantité, reste un mystère.