De unde provine aurul? O teorie recentă sugerează legătura cu exploziile de raze gamma
Aurul, un metal prețios admirat de-a lungul mileniilor pentru frumusețea și raritatea sa, ridică în continuare întrebarea „De unde provine aurul?” ca una dintre enigmele captivante ale astronomiei și fizicii nucleare. În mod tradițional, cercetătorii au considerat că elementele grele, inclusiv aurul, se formează în urma unor evenimente cosmice rare și violente, cum ar fi fuziunea a două stele neutronice. Recent, însă, o echipă de savanți a avansat o nouă teorie impresionantă: exploziile de raze gamma — cele mai puternice explozii observate în Univers — ar putea reprezenta o sursă importantă a acestor elemente.
Aurul și fluxul neutronilor
Aurul, similar altor elemente grele precum platina sau uraniul, nu se formează ușor. Sinteza acestor elemente necesită o cantitate extrem de mare de neutroni, care trebuie capturați rapid de nucleele atomice printr-un proces cunoscut sub denumirea de r-proces (procesul de captură rapidă a neutronilor).
În mod obișnuit, neutronii liberi nu au o durată de viață îndelungată — durează aproximativ 15 minute. Astfel, pentru a obține aur, sunt necesare condiții extreme, precum cele întâlnite în coliziunile stelelor neutronice. În cadrul acestor evenimente catastrofale, materia densă a stelelor emite unde gravitaționale și o cantitate mare de neutroni, facilitând formarea elementelor grele. Totuși, aceste evenimente sunt rare, iar unele estimări sugerează că ele nu pot explica pe deplin abundența de aur din Univers.
Exploziile de raze gamma: un nou potențial responsabil
Fizicianul Matthew Mumpower de la Laboratorul Național Los Alamos propune o teorie inovatoare: fotonii (particule de lumină) cu energie extrem de înaltă, generați în timpul exploziilor de raze gamma, ar putea să contribuie la producerea neutronilor necesari pentru formarea aurului. Acești fotoni pot interacționa cu materia și, în condiții propice, pot transforma un proton în neutron sau pot sparge nuclee atomice pentru a elibera neutroni.
Această noțiune originală a fost inspirată de o analogie bazată pe o imagine observată de Mumpower în timpul pandemiei: un tren care străpungea o movila de zăpadă. În perspectiva sa, trenul simbolizează jetul de radiație gamma care lovește rămășițele stelare, creând un „cocon” de material incandescent, în care reacțiile nucleare ar putea avea loc rapid și eficient.
Ce este o explozie de raze gamma?
O explozie de raze gamma (GRB – Gamma-Ray Burst) reprezintă o emisie de radiație scurtă, dar extrem de intensă, generată cel mai adesea de colapsul unei stele masive într-o gaură neagră sau de ciocnirea a două stele neutronice. Aceste fenomene durează de la câteva milisecunde până la câteva zeci de secunde, dar în acest timp eliberează o energie superioară celei produse de Soare pe parcursul întregii sale existențe.
În anumite condiții, colapsul unei stele masive poate crea un jet de raze gamma care traversează straturile externe ale stelei, formând astfel acest cocon de materie fierbinte. Cercetătorii consideră că acest scenariu ar putea oferi un mediu favorabil pentru initiera reacțiilor nucleare necesare formării aurului.
Implicații științifice semnificative
Dacă această teorie se va dovedi adevărată, ar putea dezvălui soluții pentru unele mistere vechi din astrofizică și geologie:
1. Prezența izotopilor rari, precum fier-60 și plutoniu-244, în sedimentele scoarței Pământului indică surse externe și violente de materie — până acum inexplicabile doar prin intermediul coliziunilor stelare.
2. Detectarea recentă a unei kilonove, o explozie de lumină însoțită
