რატომ არის ამდენი ოქრო ცნობილ სამყაროში?
ძალიან ბევრი ოქროა სამყაროში, ან თუნდაც იმ მხარეში, სადაც ჩვენ ვცხოვრობთ. ალბათ ეს არ არის პრობლემა, რადგან ჩვენ ძალიან ვაფასებთ ოქროს. საქმე ისაა, რომ არავინ იცის საიდან გაჩნდა. და ეს აინტრიგებს მეცნიერებს.
რადგან დედამიწა ჩამოყალიბების დროს დნობდა, იმ დროს ჩვენს პლანეტაზე თითქმის მთელი ოქრო, ალბათ, პლანეტის ბირთვში ჩაეფლო. აქედან გამომდინარე, ვარაუდობენ, რომ ოქროს უმეტესი ნაწილი ნაპოვნია დედამიწის ქერქი და მანტია დედამიწაზე მოგვიანებით ჩამოიტანეს ასტეროიდების შეჯახების შედეგად, გვიანი მძიმე დაბომბვის დროს, დაახლოებით 4 მილიარდი წლის წინ.
მაგალითად ოქროს საბადოები ვიტვატერსრანდის აუზში სამხრეთ აფრიკაში, ყველაზე მდიდარი რესურსი, რომელიც ცნობილია ოქრო დედამიწაზე, ატრიბუტი. თუმცა, ეს სცენარი ამჟამად კითხვის ნიშნის ქვეშ დგება. ვიტვატერსრანდის ოქროს შემცველი ქანები (1) იყო დაწყობილი 700-დან 950 მილიონი წლით ადრე დარტყმამდე ვრედეფორტის მეტეორიტი. ყოველ შემთხვევაში, ეს ალბათ მორიგი გარეგანი გავლენა იყო. მაშინაც კი, თუ ვივარაუდოთ, რომ ოქრო, რომელსაც ჭურვებში ვპოულობთ, შიგნიდან მოდის, ის ასევე უნდა იყოს სადღაც შიგნიდან.
1. სამხრეთ აფრიკის ვიტვატერსრანდის აუზის ოქროს შემცველი ქანები.
მაშ, საიდან გაჩნდა თავდაპირველად მთელი ჩვენი ოქრო და არა ჩვენი? არსებობს რამდენიმე სხვა თეორია სუპერნოვას აფეთქებების შესახებ, რომლებიც იმდენად ძლიერია, რომ ვარსკვლავები ძირს ცვივა. სამწუხაროდ, ასეთი უცნაური მოვლენებიც კი არ ხსნის პრობლემას.
რაც იმას ნიშნავს, რომ ამის გაკეთება შეუძლებელია, თუმცა ალქიმიკოსები მრავალი წლის წინ ცდილობდნენ. მიიღეთ მბზინავი ლითონისამოცდაცხრამეტი პროტონი და 90-დან 126-მდე ნეიტრონი უნდა იყოს შეკრული ერთიანი ატომის ბირთვის შესაქმნელად. ის . ასეთი შერწყმა არ ხდება საკმარისად ხშირად, ან სულაც არა ჩვენს უახლოეს კოსმიურ სამეზობლოში, ამის ასახსნელად. ოქროს გიგანტური სიმდიდრერომელსაც ჩვენ ვპოულობთ დედამიწაზე და მასში. ახალმა კვლევამ აჩვენა, რომ ოქროს წარმოშობის ყველაზე გავრცელებული თეორიები, ე.ი. ნეიტრონული ვარსკვლავების (2) შეჯახება ასევე არ იძლევა ამომწურავ პასუხს მისი შინაარსის კითხვაზე.
ოქრო შავ ხვრელში ჩავარდება
ახლა უკვე ცნობილია, რომ უმძიმესი ელემენტები წარმოიქმნება, როდესაც ვარსკვლავების ატომების ბირთვები იჭერენ მოლეკულებს ე.წ ნეიტრონები. ძველი ვარსკვლავების უმრავლესობისთვის, მათ შორის ვარსკვლავების ჩათვლით ჯუჯა გალაქტიკები ამ კვლევის მიხედვით, პროცესი სწრაფია და ამიტომ მას უწოდებენ "r-პროცესს", სადაც "r" ნიშნავს "სწრაფს". არსებობს ორი განსაზღვრული ადგილი, სადაც თეორიულად მიმდინარეობს პროცესი. პირველი პოტენციური ფოკუსი არის სუპერნოვას აფეთქება, რომელიც ქმნის დიდ მაგნიტურ ველებს - მაგნიტოროტაციული სუპერნოვა. მეორე არის შეერთება ან შეჯახება ორი ნეიტრონული ვარსკვლავი.
წარმოების ნახვა მძიმე ელემენტები გალაქტიკებში ზოგადად, კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის მეცნიერებმა ბოლო წლებში შეისწავლეს რამდენიმე უახლოესი ჯუჯა გალაქტიკები საწყისი კეკის ტელესკოპი მდებარეობს მაუნა კეაში, ჰავაი. მათ სურდათ ენახათ როდის და როგორ წარმოიქმნა გალაქტიკებში ყველაზე მძიმე ელემენტები. ამ კვლევების შედეგები იძლევა ახალ მტკიცებულებას იმ თეზისისთვის, რომ ჯუჯა გალაქტიკებში პროცესების დომინანტური წყაროები წარმოიქმნება შედარებით ხანგრძლივ დროში. ეს ნიშნავს, რომ მძიმე ელემენტები მოგვიანებით შეიქმნა სამყაროს ისტორიაში. ვინაიდან მაგნიტოროტაციული ზეახალი ადრინდელი სამყაროს ფენომენად ითვლება, მძიმე ელემენტების გამომუშავების ჩამორჩენა მათ მთავარ წყაროდ ნეიტრონული ვარსკვლავების შეჯახებაზე მიუთითებს.
მძიმე ელემენტების სპექტროსკოპიული ნიშნებიოქროს ჩათვლით, დაფიქსირდა 2017 წლის აგვისტოში ელექტრომაგნიტური ობსერვატორიების მიერ ნეიტრონული ვარსკვლავის შერწყმის მოვლენაში GW170817 მას შემდეგ, რაც მოვლენა დადასტურდა, როგორც ნეიტრონული ვარსკვლავის შერწყმა. ამჟამინდელი ასტროფიზიკური მოდელები ვარაუდობენ, რომ ერთი ნეიტრონული ვარსკვლავის შერწყმის მოვლენა წარმოქმნის ოქროს 3-დან 13 მასას შორის. დედამიწაზე ყველა ოქროზე მეტი.
ნეიტრონული ვარსკვლავების შეჯახების შედეგად წარმოიქმნება ოქრო, რადგან ისინი აერთიანებენ პროტონებს და ნეიტრონებს ატომის ბირთვებში და შემდეგ გამოდევნიან მიღებულ მძიმე ბირთვებს სივრცე. მსგავსი პროცესები, რომლებიც დამატებით უზრუნველყოფენ ოქროს საჭირო რაოდენობას, შეიძლება მოხდეს სუპერნოვას აფეთქებების დროს. „მაგრამ ვარსკვლავები, რომლებიც საკმარისად მასიურია ამ ამოფრქვევის დროს ოქროს წარმოებისთვის, გადაიქცევა შავ ხვრელად“, განუცხადა LiveScience-ს ჩიაკი კობაიაშიმ (3), ჰერტფორდშირის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსმა დიდ ბრიტანეთში, და ამ თემაზე უახლესი კვლევის წამყვანმა ავტორმა. ასე რომ, ჩვეულებრივ სუპერნოვაში, ოქრო, თუნდაც ის ჩამოყალიბდეს, იწოვება შავ ხვრელში.
3. ჩიაკი კობაიაში ჰერტფორდშირის უნივერსიტეტიდან
რა შეიძლება ითქვას იმ უცნაურ სუპერნოვაებზე? ამ ტიპის ვარსკვლავის აფეთქება ე.წ სუპერნოვა მაგნიტოროტაციული, ძალიან იშვიათი სუპერნოვა. მომაკვდავი ვარსკვლავი ისე სწრაფად ტრიალებს მასში და გარშემორტყმულია ძლიერი მაგნიტური ველირომ აფეთქებისას თავისით შემოვიდა. როდესაც ის კვდება, ვარსკვლავი კოსმოსში ათავისუფლებს მატერიის ცხელ თეთრ ნაკადებს. იმის გამო, რომ ვარსკვლავი შემობრუნებულია შიგნით, მისი ჭავლები სავსეა ოქროს ბირთვებით. ახლაც, ოქროს შემადგენელი ვარსკვლავები იშვიათი მოვლენაა. კიდევ უფრო იშვიათია ვარსკვლავები, რომლებიც ქმნიან ოქროს და კოსმოსში გაშვებენ.
თუმცა, მკვლევარების აზრით, ნეიტრონული ვარსკვლავებისა და მაგნიტოროტაციული სუპერნოვების შეჯახებაც კი არ ხსნის, საიდან გაჩნდა ჩვენს პლანეტაზე ოქროს ასეთი სიმრავლე. ”ნეიტრონული ვარსკვლავების შერწყმა საკმარისი არ არის”, - ამბობს ის. კობაიაში. ”და სამწუხაროდ, ოქროს ამ მეორე პოტენციური წყაროს დამატებითაც კი, ეს გათვლა არასწორია.”
ძნელია ზუსტად განსაზღვრო რამდენად ხშირად პატარა ნეიტრონული ვარსკვლავები, რომლებიც უძველესი სუპერნოვების ძალიან მკვრივი ნარჩენებია, ერთმანეთს ეჯახებიან. მაგრამ ეს ალბათ არც ისე ხშირია. მეცნიერებმა ეს მხოლოდ ერთხელ დააფიქსირეს. შეფასებები აჩვენებს, რომ ისინი არ ეჯახებიან საკმარისად ხშირად აღმოჩენილი ოქროს მისაღებად. ეს არის ქალბატონის დასკვნები კობაიაში და მისი კოლეგები, რომელიც მათ გამოაქვეყნეს 2020 წლის სექტემბერში The Astrophysical Journal-ში. ეს არ არის მეცნიერთა პირველი ასეთი აღმოჩენები, მაგრამ მისმა გუნდმა შეაგროვა კვლევის რეკორდული რაოდენობა.
საინტერესოა, რომ ავტორები დეტალურად განმარტავენ სამყაროში ნაპოვნი მსუბუქი ელემენტების რაოდენობა, როგორიცაა ნახშირბადი 12C და ასევე უფრო მძიმე ვიდრე ოქრო, როგორიცაა ურანი 238U. მათ მოდელებში ისეთი ელემენტის რაოდენობები, როგორიცაა სტრონციუმი, აიხსნება ნეიტრონული ვარსკვლავების შეჯახებით, ხოლო ევროპიუმი მაგნიტოროტაციული ზეახალი ვარსკვლავების აქტივობით. ეს ის ელემენტები იყო, რომლებიც მეცნიერებს უჭირდათ აეხსნათ კოსმოსში მათი გაჩენის პროპორციები, მაგრამ ოქრო, უფრო სწორად, მისი რაოდენობა ჯერ კიდევ საიდუმლოა.
