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Etwas überschüttet das Universum mit Gold. Aber niemand weiß was es ist.

Etwas regnet Gold im ganzen Universum. Aber niemand weiß was es ist.

Hier ist das Problem: Gold ist ein Element , was bedeutet, dass man es nicht durch gewöhnliche chemische Reaktionen schaffen kann – obwohl Alchemisten es jahrhundertelang versucht haben. Um das funkelnde Metall herzustellen, müssen Sie 79 Protonen und 118 Neutronen zusammenbinden, um einen einzelnen Atomkern zu bilden . Das ist eine intensive Kernfusionsreaktion . Aber solch eine intensive Verschmelzung kommt nicht häufig genug vor, zumindest nicht in der Nähe, um den riesigen Goldschatz zu bilden, den wir auf der   Erde und anderswo im Sonnensystem finden. Und eine neue Studie hat herausgefunden, dass der am häufigsten theoretisierte Ursprung von Gold – Kollisionen zwischen Neutronensternen – auch die Goldfülle nicht erklären kann. Woher kommt das Gold? Es gibt einige andere Möglichkeiten, einschließlich Supernovae, die so intensiv sind, dass sie einen Stern von innen nach außen drehen. Leider können selbst solche seltsamen Phänomene nicht erklären, wie ausgeblasen das lokale Universum ist, so die neue Studie.

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Neutron star collisions build gold by briefly smashing protons and neutrons together into atomic nuclei, then spewing those newly-bound heavy nuclei across space. Regular supernovas can’t explain the universe’s gold because stars massive enough to fuse gold before they die — which are rare — become black holes when they explode, said Chiaki Kobayashi, an astrophysicist at the University of Hertfordshire in the United Kingdom and lead author of the new study. And, in a regular supernova, that gold gets sucked into the black hole. 

So what about those odder, star-flipping supernovas? This type of star explosion, a so-called magneto-rotational supernova, is „a very rare supernova, spinning very fast,“ Kobayashi told Live Science.

Während einer magnetorotierenden Supernova dreht sich ein sterbender Stern so schnell und wird von so starken Magnetfeldern erschüttert, dass er sich beim Explodieren von innen nach außen dreht. Während es stirbt, schießt der Stern weißglühende Materiestrahlen in den Weltraum. Und weil der Stern von innen nach außen gedreht wurde, sind seine Jets voller Goldkerne. Sterne, die überhaupt Gold verschmelzen, sind selten. Noch seltener sind Sterne, die Gold verschmelzen und dann so in den Weltraum spucken.

Aber selbst Neutronensterne und magnetorotierende Supernovae zusammen können die Goldgrube der Erde nicht erklären, fanden Kobayashi und ihre Kollegen.

„Diese Frage besteht aus zwei Phasen“, sagte sie. „Nummer eins ist: Neutronensternfusionen sind nicht genug. Nummer zwei: Selbst mit der zweiten Quelle können wir die beobachtete Menge an Gold immer noch nicht erklären.“

Frühere Studien hatten Recht, dass Neutronensternkollisionen einen Schauer Gold freisetzen, sagte sie. Aber diese Studien haben die Seltenheit dieser Kollisionen nicht erklärt. Es ist schwer genau abzuschätzen, wie oft winzige Neutronensterne – selbst die ultradichten Überreste antiker Supernovae – zusammenschlagen. Aber es ist sicherlich nicht sehr häufig: Wissenschaftler haben es nur einmal gesehen. Selbst grobe Schätzungen zeigen, dass sie nicht oft genug kollidieren, um das gesamte im Sonnensystem gefundene Gold zu produzieren, fanden Kobayashi und ihre Co-Autoren.

„Diese Frage besteht aus zwei Phasen“, sagte sie. „Nummer eins ist: Neutronensternfusionen sind nicht genug. Nummer zwei: Selbst mit der zweiten Quelle können wir die beobachtete Menge an Gold immer noch nicht erklären.“

Frühere Studien hatten Recht, dass Neutronensternkollisionen einen Schauer Gold freisetzen, sagte sie. Aber diese Studien haben die Seltenheit dieser Kollisionen nicht erklärt. Es ist schwer genau abzuschätzen, wie oft winzige Neutronensterne – selbst die ultradichten Überreste antiker Supernovae – zusammenschlagen. Aber es ist sicherlich nicht sehr häufig: Wissenschaftler haben es nur einmal gesehen. Selbst grobe Schätzungen zeigen, dass sie nicht oft genug kollidieren, um das gesamte im Sonnensystem gefundene Gold zu produzieren, fanden Kobayashi und ihre Co-Autoren.

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„Dieses Papier ist nicht das erste, das darauf hinweist, dass Neutronensternkollisionen nicht ausreichen, um die Fülle an Gold zu erklären“, sagte Ian Roederer, Astrophysiker an der Universität von Michigan, der Spuren seltener Elemente in fernen Sternen jagt.

Aber Kobayashi und das neue Papier ihrer Kollegen, das am 15. September im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde , haben einen großen Vorteil: Es ist äußerst gründlich, sagte Roederer. Die Forscher strömten über einen Berg von Daten und steckten sie in robuste Modelle, wie sich die Galaxie entwickelt und neue Chemikalien produziert.

„Das Papier enthält Verweise auf 341 andere Veröffentlichungen, was ungefähr dreimal so vielen Verweisen entspricht wie typische Papiere im Astrophysical Journal“, sagte Roederer gegenüber Live Science.

Alle diese Daten auf nützliche Weise zusammenzuführen, sei eine „Herkulesanstrengung“.

Mit diesem Ansatz konnten die Autoren die Bildung von Atomen erklären, die so leicht wie Kohlenstoff -12 (sechs Protonen und sechs Neutronen) und so schwer wie Uran -238 (92 Protonen und 146 Neutronen) sind. Das ist ein beeindruckender Bereich, sagte Roederer, der Elemente abdeckt, die in solchen Studien normalerweise ignoriert werden.

Meistens hat die Mathematik geklappt.

Beispielsweise erzeugten Neutronensternkollisionen in ihrem Modell Strontium. Dies entspricht den Beobachtungen von Strontium im Weltraum, nachdem die Wissenschaftler eine Kollision mit einem Neutronenstern direkt beobachtet haben.

Magneto-Rotations-Supernovae erklärten das Vorhandensein von Europium in ihrem Modell, einem anderen Atom, das sich in der Vergangenheit als schwierig zu erklären erwiesen hat.

Aber Gold bleibt ein Rätsel.

Etwas da draußen, von dem Wissenschaftler nichts wissen, muss Gold machen, sagte Kobayashi. Oder es ist möglich, dass Neutronensternkollisionen viel mehr Gold bringen, als bestehende Modelle vermuten lassen. In beiden Fällen haben Astrophysiker noch viel zu tun, bevor sie erklären können, woher all dieser ausgefallene Schmuck stammt.

Ursprünglich auf Live Science veröffentlicht.

Quelle :https://www.livescience.com/where-did-gold-come-from.html?fbclid=IwAR1iOejWLC70f878GYwLbyglOdltLUiHsm91UcJfdQL8xfJjGR8NWVGiPQ8


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