De unde provine aurul din Univers? Fenomene cosmice precum coliziuni de stele de neutroni sau colapsul de stele masive în găuri negre ar putea explica prezența acestui metal prețios, dar și a altor elemente chimice răspândite în Univers.

Mai toți admirăm minunatele bijuterii din aur sau platină, aceste metale prețioase ce strălucesc pe degetele noastre, în cerceii sau colierele pe care mulți dintre noi le poartă. O altă bijuterie, de data aceasta a centralelor nucleare, este uraniul, a cărui fisiune stă la baza energiei electrice produse de reactoarele nucleare. De unde provin aceste ele-mente chimice? Știm că ele nu au luat naștere după Big Bang, ci că s-au format ulterior, în procese în care sunt implicate stele cu masa mai mare ca cea a Soarelui.

Elementele chimice până la fier (vezi tabelul periodic al elementelor) se formează în urma fuziunii nucleare în stele, aceste procese având loc cu eliberare de energie. Practic, parte din masa nucleelor care se unesc în urma procesului de fuziune este transformată în energie. De la fier în sus însă, pentru ca nucleele să se unească dând naștere elementelor chimice grele, precum aurul, platina sau uraniul, este nevoie să le fie furnizată energie. Cum are loc deci în Univers această fuziune? Care este alchimia la baza existenței aurului?

La ora actuală există două ipoteze. Prima este cea conform căreia elementele grele se nasc în urma procesului de unire a două stele de neutroni care orbitează una în jurul celeilalte, emițând unde gravitaționale. După o perioadă îndelungată, cele două stele se contopesc probabil într-o gaură neagră, parte din materia stelelor generând, în urma așa-numitelor procese-r (rapid process) prin intermediul cărora neutronii sunt absorbiți de nuclee, noi nuclee mai grele, radioactive. În urma dezintegrării, aceste noi nuclee dau naștere unor elemente chimice mai grele, precum aurul, platina sau uraniul.

Cum însă unirea stelelor de neutroni durează foarte mult, rămâne de explicat prezența aurului în istoria timpurie a Universului. Practic, elemente grele existau deja imediat după ce au luat naștere primele stele și galaxii.

A doua ipoteză este recentă și se bazează pe un mecanism denumit collapsar, care ar genera mare parte din elementele chimice grele din Univers. Este vorba despre stelele masive, cu masa mult mai mare ca cea a Soarelui, care, în momentul în care „mor” – adică au consumat combustibilul nuclear din interior – explodează, sub forma unei supernove de tip A. Aceasta dă naștere unei găuri negre, ca rezultat al colapsului gravitațional al părții centrale a stelei, dar și a unei cantități importante de materie bogată în elemente chimice (oxigen, carbon, fier etc.) și în neutroni. Această materie se rotește în jurul găurii negre ajungând la viteze foarte mari. Neutronii sunt capturați de către nuclee și, în urma procesului-r, generează în final elementele chimice grele. Acest rezultat, la care un grup de cercetători a ajuns în urma unei simulări pe calculator a întregului proces de collapsar, a fost publicat în revista Nature (Collapsars as a major source of r-process elements).

Se consideră că circa 80% din elementele chimice grele iau naștere în collapsari și că doar 20% se formează în coliziunile dintre stele de neutroni. Nu este însă clar dacă acest mecanism reușește să explice marile cantități de aur care există în Univers, chiar și ținând cont de faptul că un collapsar ar putea genera o cantitate de aur cu masa de sute de ori cea a planetei noastre.

Astronomii vor trebui să efectueze noi studii asupra stelelor masive care dau naștere supernovelor de tip A, în speranța de a înțelege mai bine procesele de tip r. Același lucru este efectuat și în laboratoare terestre, unde fizica nucleară, în mod specific procesele-r, sunt studiate în detaliu.

Aurul din bijuteriile noastre este deci rezultatul unor procese cosmice deosebite: coliziuni sau explozii de stele. Noi înșine suntem fii ai stelelor, întrucât elementele chimice din corpul nostru au luat naștere în inima stelelor, în urma fuziunii nucleare.

LĂSAȚI UN MESAJ

Introduceti comentariul
Introdu numele

sixty three + = sixty nine