なぜ既知の宇宙にはこれほど多くの金が存在するのでしょうか?

宇宙には、少なくとも私たちが住んでいる地域には、金が多すぎます。私たちは金を非常に高く評価しているので、おそらくこれは問題ではありません。問題は、それがどこから来たのか誰も知らないということです。そしてこれは科学者たちの興味をそそります。

地球は誕生したときに溶けていたため、 当時私たちの地球上にあったほぼすべての金は、おそらく地球の核に突入したと思われます。したがって、金のほとんどは、 地球の地殻 そしてマントルはその後、約4億年前の後期重爆撃時の小惑星衝突によって地球にもたらされた。

Наの例 南アフリカのウィットウォータースランド盆地の金鉱床、知られている中で最も豊富な資源 地球上の金、属性。しかし、このシナリオは現在疑問視されています。 ウィットウォータースランドの金を含む岩 (1) 衝突前の 700 億年から 950 億 XNUMX 万年の間に積み重ねられた フレデフォート隕石。いずれにせよ、それはおそらく別の外部からの影響でした。たとえ貝殻の中にある金が内側から出てきたと仮定したとしても、それはまた内側のどこかからもたらされたに違いありません。

1. 南アフリカのウィットウォータースランド盆地の金を含む岩。

それでは、私たちの金ではなく、私たちの金はもともとどこから来たのでしょうか? 星がひっくり返るほど強力な超新星爆発については、他にもいくつかの理論があります。残念ながら、そのような奇妙な現象でも問題を説明することはできません。

これは、錬金術師たちが何年も前に試みたが、それは不可能であることを意味します。得る 光沢のある金属均一な原子核を形成するには、90 個の陽子と 126 ～ XNUMX 個の中性子が結合する必要があります。これ。このような合体は、説明できるほど頻繁には起こらず、少なくとも私たちの身近な宇宙では起こりません。 莫大な金塊私たちは地球上とその中で見つけます。新しい研究によると、金の起源に関する最も一般的な理論は次のとおりです。中性子星の衝突 (2) も、その内容に関する疑問に対する完全な答えを提供していません。

金はブラックホールに落ちます

今ではそれが知られています 最も重い要素 星の原子核が、と呼ばれる分子を捕らえたときに形成されます。 中性子。で見つかったものを含むほとんどの古い星については、 矮小銀河 この研究から、このプロセスは高速であるため、「r プロセス」と呼ばれます。「r」は「高速」を意味します。理論的にこのプロセスが行われる指定された場所は XNUMX つあります。最初の潜在的な焦点は、大きな磁場を生み出す超新星爆発、つまり磁気回転超新星です。 XNUMXつ目は結合または衝突です XNUMXつの中性子星.

生産を見る 銀河の重元素 一般に、カリフォルニア工科大学の科学者たちは近年、いくつかの研究を行っています。 最も近い矮小銀河 から ケック望遠鏡 ハワイのマウナケアにあります。彼らは、銀河の最も重い元素がいつ、どのように形成されるのかを知りたかったのです。これらの研究の結果は、矮小銀河におけるプロセスの支配的な原因は比較的長い時間スケールで生じるという仮説に新たな証拠を提供する。これは、重元素が宇宙の歴史の後半に作られたことを意味します。磁気回転超新星は宇宙初期の現象であると考えられているため、重元素生成の遅れは中性子星の衝突がその主な原因であることを示しています。

重元素の分光的兆候2017年170817月に中性子星合体イベントGW3が中性子星合体として確認された後、このイベントで電磁天文台によって金を含むが観測された。現在の天体物理学モデルは、単一の中性子星合体イベントで 13 から XNUMX 質量の金が生成されることを示唆しています。 地球上のすべての金よりも.

中性子星の衝突で金が生まれる陽子と中性子を結合して原子核にし、その結果生じた重い原子核を原子核に放出するためです。 スペース。同様のプロセスは、さらに必要な量の金を提供することになるが、超新星爆発中に発生する可能性がある。「しかし、そのような噴火で金を生成するのに十分な大きさの星は、ブラックホールに変わります」と英国ハートフォードシャー大学の天体物理学者であり、このテーマに関する最新研究の主著者である小林千秋さん（3）はLiveScienceに語った。したがって、通常の超新星では、金はたとえ形成されたとしても、ブラックホールに吸い込まれます。

3. ハートフォードシャー大学の小林千明氏

それらの奇妙な超新星はどうですか？このタイプの星の爆発、いわゆる 超新星磁気回転、非常に珍しい超新星。 死にゆく星 彼はその中でとても速く回転し、それに囲まれています 強い磁場爆発したときに勝手に横転したということです。星が死ぬと、熱い白い物質のジェットが宇宙に放出されます。この星は裏返されているため、そのジェットは金色の核でいっぱいです。今でも、金を構成する星は珍しい現象です。さらにまれなのは、星が金を生成して宇宙に打ち上げることです。

しかし、研究者らによれば、中性子星と磁気回転超新星の衝突でさえ、地球上にこれほど豊富な金がどこから来たのかを説明できないという。「中性子星の合体だけでは十分ではありません」と彼は言う。小林。「そして残念ながら、このXNUMX番目の潜在的な金源を加えたとしても、この計算は間違っています。」

正確な頻度を判断するのは困難です 小さな中性子星、古代の超新星の非常に高密度の残骸が互いに衝突します。しかし、これはおそらくあまり一般的ではありません。科学者はこれを一度だけ観察しました。推定では、発見された金を生成するほど頻繁には衝突しないことが示されています。これが女性の結論です小林彼らは2020年XNUMX月にThe Astrophysical Journalに発表した。これらは科学者による初めての発見ではありませんが、彼のチームは記録的な量の研究データを収集しました。

興味深いことに、著者は詳しく説明しています 宇宙で見つかった軽い元素の量、カーボンなど ¹²C、またウランなどの金より重い ²³⁸U. 彼らのモデルでは、ストロンチウムなどの元素の量は中性子星の衝突によって説明でき、ユウロピウムは回転磁気超新星の活動によって説明できます。これらは科学者たちが宇宙での存在割合を説明するのが難しかった元素ですが、金、あるいはその量は依然として謎です。