Így keletkezett az összes arany az univerzumban

A lenti videóban a Scientific American mutatja be röviden az arany keletkezésének a történetét:

A videó szövegének a magyar fordítása szerint a platinából vagy aranyból készült gyűrű az ujjunkon olyan titkot rejt, amely egy kozmikus rejtély középpontjában áll. A tudósok átfésülték a galaxist, hogy kiderítsék, honnan származnak ezek az úgynevezett nehéz elemek.

A könnyebb elemek – a héliumtól (atomonként két protonnal) a vasig, amelynek minden atommagjában 26 proton található – eredete jobban érthető. Ezek többsége a csillagok belsejében képződik. Ám ismereteink a vasat követően már homályosak.

Az aranyat, amelynek minden atomja 79 protont tartalmaz, ugyanis nem lehet így előállítani. Ugyanez vonatkozik a platinára, a xenonra, a radonra és sok ritkaföldfém-elemre.

A tudósok évtizedeken keresztül hipotéziseket dolgoztak ki, honnan származnak ezek a „nehézfémek, és miként kerültek a Földre. A vezető teória egy rendkívül heves kozmikus esemény volt – két neutroncsillag ütközése.

Egészen a közelmúltig ez csak egy hipotézis volt, ám néhány évvel ezelőtt mindez megváltozott, amikor is a tudósok gravitációs hullámokat észleltek egy ilyen ütközésből, és ezzel egyidejűleg fényt is detektáltak.

Ez a fény hordozta ezeknek a nehéz elemeknek a kémiai jeleit – és ezzel az elsőként született bizonyíték arra, hogy honnan származnak ezek az elemek. Mindez ráadásul segített a tudósoknak kitölteni néhány részletet arról is, hogyan működhet ez a folyamat.

A neutroncsillagok a fekete lyukakat leszámítva a világegyetem legsűrűbb objektumai. Olyankor születnek, amikor a nagy tömegű csillagok meghalnak, és a magjuk összeomlik. A hihetetlen gravitációs nyomás összepréseli az atomokat, a protonok és az elektronok összenyomódnak, a végeredmény pedig egy szinte kizárólag neutronokból álló csillag.

Abban a ritka esetben, amikor két neutroncsillag ütközik, a robbanás elképesztő hőmérsékletet és nyomást hoz létre.

Ekkor sok szabad neutron is kiszabadul, akár egy gramm neutron is kerülhet a tér minden köbcentiméterébe.

Ezek a ritka állapotok begyújtják az úgynevezett gyors neutronbefogási folyamatot (rapid neutron-capture process), amelyet röviden „R-folyamatnak” neveznek.

Minden egy atommaggal kezdődik, mint például a vas esetében. A vasmag 26 protonból és körülbelül 30 neutronból alakul ki.

Az R-folyamat során azonban az atommag gyorsan, néhány ezredmásodperc alatt ennél sokkal több neutront fog befogni. Az új atommag az eltolódott neutronmennyiség miatt rendkívül instabil, ezért a neutronok egy része protonná bomlik.