Есть ли во вселенной планета, которая сделана из золота? Или это драгоценный металл, хотя бы в значительной степени состоящий из него? (длина блога 5 мин.)
Мы надеемся, что когда нибудь обнаружим редкий астероид, который был бы целиком из золота? Или даже всю экзопланету из золота? Надежды не слишком высоки.
Золото-один из элементов, который невозможно синтезировать простыми процессами ядерного синтеза внутри звезд. Как и все другие элементы, тяжелее железа, возникает часто в экстремальных условиях, которые могут возникнуть, например, при столкновении нейтронных звезд или при взрывах сверхновых.
Естественное образование золота в звездах (нуклеосинтеза)
Золото-элемент, который имеет только один стабильный изотоп. Это довольно редкое явление. Большинство химических элементов потому и встречается в виде смеси нескольких изотопов, что имеют в ядрах одинаковое число протонов, но различаются они разве что числом нейтронов. Единственный стабильный изотоп золота имеет в ядре 197 частиц (протонов и нейтронов), поэтому он относится к более тяжелым элементам.
Синтез золота (197 Au) в сверхновой происходит в двух различных процессах. Одно называется медленным, а другое напротив быстрого.
Медленный процесс основан на обнаружении отдельных свободных нейтронов в ядре элемента, который легче золота. Поскольку именно такое ядро с избытком нейтронов тогда неустойчиво, мешает тому, что один нейтрон превращается в протон и излучает бета-частицу (электрон) с определенной энергией. К тому времени теперь есть еще один протон, сдвиги в таблице Менделеева элементов на один шаг в сторону тяжелых элементов. Схематически его можно представить в золоте следующим уравнением:
196 Pt + n → 197 Au + β - + 6,57 МэВ
Трансформация золота, возможно, тоже быстрый путь. Является ли это, однако, потребностью в подходящей среде, какой может быть, например, взрыв сверхновой (с огромным количеством свободных нейтронов, которые возникали при взрыве атомов материи) или столкновение двух нейтронных звезд.
Если же в непосредственной близости от атомного ядра имеется большее количество нейтронов, то май является ядром ловушки и, таким образом, к вашей цели попадает гораздо быстрее, чем отдельные ловушки. Схему такого процесса вы можете увидеть в следующем уравнении:
56 Fe + 141n → 197 Au + 53β - + 1109 МэВ
Уравнение исходит из ядра железа, которое является последним элементом, который сам может образоваться в звездах в результате термоядерного синтеза. Это самый тяжелый самопроизвольно возникающий химический элемент. Все остальные более тяжелые элементы при его образовании зависят от взрыва сверхновой или других экстремальных космических явлений.
Масса, образовавшая планетные системы
Это означает, что затем золото вместе со многими другими элементами накапливается в материале, возникшем при взрыве сверхновой, и, следовательно, стремится быть выброшенным в открытый космос.
Именно эта масса вновь перерабатывается при образовании планетных систем, звезд следующего поколения.
Звезды второго и третьего поколения:
Во Вселенной существует огромное количество водорода в виде больших газовых облаков. Если из такого облака постепенного сжатия возникает звезда, то, по логике вещей, ее нельзя создать из всей имеющейся массы. Запасов водорода в галактике тогда хватало уже на несколько звездных поколений.
Звезды второго и каждого последующего поколений сжигают водород в гелий, как и их предшественники в первом поколении. Если они имеют достаточно большую массу, то создают в них таким же образом и другие более тяжелые элементы. В его сердце, однако, они также являются остатками тяжелых элементов, выброшенных в космос вашими предшественниками
Из газа и пыли формируются не только сами звезды, но и планетные системы, которые их окружают.
Определенно может случиться, что на одной и той же планете золота чуть больше, чем на другой, но в принципе трудно себе представить, что такая планета может состоять в основном из золота. То же самое, конечно, и для астероидов и различных других мелких объектов.
Поэтому не очень разумно ожидать, что в Солнечной системе мы можем встретиться с астероидом, который был весь из золота. А планету всю из золота, наверное, мы не найдем нигде во Вселенной. Впрочем, если бы такая планета имела особый шанс на создание, говорит ей ее центральная звезда. В его спектре должна быть определенная эмиссионная линия, которая как раз и является золотой.