Pierwiastki takie jak tlen i węgiel zostały rozrzucone we Wszechświecie dzięki wybuchom gwiazd supernowych. Lecz skąd we Wszechświecie wzięło się złoto i platyna?

Kiedy powstał Wszechświat, był on złożony jedynie z wodoru i helu. Zachodzące później we wnętrzach gwiazd reakcje termojądrowe doprowadziły do powstania cięższych pierwiastków do żelaza włącznie. Masywne gwiazdy wybuchały jako supernowe i wzbogacały Wszechświat w nowo wyprodukowane pierwiastki. Jednak ten proces nie tłumaczy skąd we Wszechświecie wzięły się pierwiastki cięższe, między innymi złoto i platyna.

Dr Stephan Rosswog i jego współpracownicy z Uniwersytetów w Leicester i Basel w Szwajcarii zaproponowali nową metodę, dzięki której pierwiastki te mogły powstać i zostać rozrzucone po Wszechświecie.

Zaproponowali, że powstały one w trakcie gwałtownych kolizji gwiazd neutronowych znajdujących się w układach podwójnych. Gwiazdy neutronowe to końcowy etap ewolucji gwiazd. Mają masy porównywalne z masą Słońca i promień zaledwie kilkunastu kilometrów. Zdarza się, że gwiazdy takie tworzą układy podwójne. Obiegając wspólny środek masy stopniowo emitują energię w postaci fal grawitacyjnych (pośrednio potwierdzając Ogólną Teorię Względności Einsteina). W końcu gwiazdy są tak blisko siebie, że dochodzi do ich zderzenia. Uwalnia się przy tym ogromna ilość energii. Razem z tą energią produkowane jest złoto i platyna, a następnia wyrzucane w przestrzeń kosmiczną.

Obliczeń tego co dzieje się w zderzających się gwiazdach neutronowych dokonano na największym dostępnym dla astronomów superkomputerze posiadającym układ 128 procesorów, 64 GB pamięci RAM i 1300 GB twardego dysku. Mimo tak potężnej maszyny, obliczenie tego co dzieje się w przeciągu kilku milisekund poprzedzających zderzenie trwa kilka tygodni. Obliczenia pokazały, że połączone gwiazdy tworzą wspólny obiekt będący czarną dziurą. Udało się też numerycznie udowodnić, że część materii zostaje odrzucona z łączących się gwiazd. Właśnie ta materia zawiera pewne ilości złota i platyny.

Zakładając złoty naszyjnik pomyślmy gdzie i w jakich niesamowitych warunkach powstało złoto, z którego kilka miliardów lat później go wytopiono!

Autor

Michał Matraszek