Zaujímavosti

Kozmická pec vytvára zlato a platinu v objeme porovnateľnom s Marsom

Americkí vedci objavili dosiaľ neznámy mechanizmus vzniku najťažších atómov vo vesmíre. Ukazuje sa, že jediný výbuch magnetaru môže naraz vyprodukovať také množstvo zlata, platiny či uránu, že by to stačilo na vytvorenie 27 Mesiacov – alebo jednej planéty veľkosti Marsu.

13. októbra 1872 bol v Austrálii objavený najväčší zlatý nuget v dejinách, vážil približne 300 kilogramov. Jeho súčasná hodnota sa odhaduje približne na 10 miliónov eur. Americkí astronómovia však predpokladajú, že v hlbinách vesmíru existujú zlaté zásoby omnoho väčšieho rozsahu.

Miesto ich vzniku? Obrovská erupcia magnetaru – neutrónovej hviezdy s extrémne silným magnetickým poľom. A zlato pritom zďaleka nie je jediným prvkom, ktorý by pri týchto procesoch mohol vzniknúť.

Zlato z kozmickej alchýmie

Je vedecky známe, že na vytvorenie veľkých zlatých nugetov je potrebná obrovská energia. Pri explóziách masívnych hviezd, ako sú magnetary, sa vo vesmíre uvoľňuje aj veľké možstvo energie. Podľa tímu astronómov, vedeného Brianom Metzgerom z Kolumbijskej univerzity, by erupcie magnetarov mohli byť zodpovedné až za 10 % zlata, platiny a ďalších ťažkých prvkov v našej galaxii.

Zároveň by tento objav mohol objasniť dlhotrvajúcu záhadu z roku 2004, keď astronómovia po prvýkrát vesmírnym teleskopickým pozorovaním zachytili jasný záblesk svetla a častíc vyžarovaných magnetarom. Svetlo vyžarované magnetarom SGR 1806-20 bolo síce viditeľné len niekoľko sekúnd, uvoľnilo však viac energie než naše Slnko za milión rokov.

Hoci sa pôvod erupcie podarilo rýchlo identifikovať, vedcov zmiatol druhý, slabší signál hviezdy, ktorý kulminoval asi o desať minút neskôr.

Dnes, po takmer dvadsiatich rokoch, sú Metzger a jeho tím presvedčení, že odhalili vzácny proces tvorby ťažkých prvkov. Podľa odhadov vznikne pri jedinej explózii toľko zlata, platiny a príbuzných prvkov, koľko zodpovedá tretine hmotnosti Zeme.

„Je to len druhý prípad, keď máme priamy dôkaz o mieste vzniku týchto prvkov. Prvýkrát to bolo pri zlúčení neutrónových hviezd,“ vysvetľuje Metzger. „Ide o významný posun v tom, ako rozumieme vzniku ťažkých prvkov.“

Ťažko stráviteľná prapolievka

Väčšina chemických prvkov, ktoré dnes poznáme a využívame, tu nebola odjakživa. Pri Veľkom tresku vznikol vodík, hélium a malé množstvo lítia. Všetko ostatné sa zrodilo až neskôr – prispela k tomu činnosť hviezd. Kým pôvod ľahších prvkov je dobre preskúmaný, miesto vzniku mnohých ťažších prvkov, bohatých na neutróny, ktoré sú ťažšie ako železo, zostáva nejasné.

Medzi prvky s nejasným pôvodom patrí aj urán a stroncium. Tie môžu vzniknúť len pri sérii zložitých jadrových reakcií, ktoré si vyžadujú prebytok voľných neutrónov – čo je možné len v extrémnych podmienkach. Astronómovia preto za možné miesta ich vzniku považujú supernovy alebo zlučovanie neutrónových hviezd.

Zdá sa, že objav z roku 2017 túto teóriu podporuje. Astronómovia vtedy pozorovali zrážku dvoch neutrónových hviezd, pričom ich skolabované pozostatky vytvorili extrémne hustú „neutrónovú polievku“. Jedna lyžička tejto hmoty by vážila viac než miliardu ton, pričom obsahovala dostatok neutrónov na vznik ťažkých prvkov.

„Je úplne neuveriteľné, že niektoré ťažké prvky, ako sú drahé kovy v našich telefónoch či počítačoch, vznikajú v takýchto šialených a extrémnych podmienkach,“ povedal Anirudh Patel, doktorand z Kolumbijskej univerzity.

Dva kvadrilióny ton zlata a ďalších prvkov

Vedci však zistili, že samotné neutrónové hviezdy neposkytujú dostatok surovín pre túto polievku. Musí teda existovať ďalší zdroj, ktorý tento kozmický „hrniec“ dopĺňa. Ako o možnom dodávateľovi ťažkých prvkov sa začalo uvažovať o magnetaroch.

Podľa výpočtov Metzgerovho tímu môžu masívne výbuchy magnetarov produkovať nestabilné, ťažké rádioaktívne jadrá, ktoré sa následne rozpadajú na stabilné prvky – ako je zlato. Pri rozpade rádioaktívnych prvkov vzniká jasné svetlo a nové prvky. A práve takýto scenár mohol nastať v roku 2004.

Astronómovia odhadujú, že pri tejto udalosti vznikli až dva kvadrilióny ton ťažkých prvkov – čo zodpovedá približne hmotnosti Marsu alebo 27 našich Mesiacov. Podľa Metzgera tak mohli gigantické erupcie magnetarov vytvoriť 1 až 10 % všetkých ťažkých prvkov v galaxii. Zvyšok by mohol pochádzať zo zlučovania neutrónových hviezd. Alebo to môže byť ešte niečo ďalšie?

„Nemôžeme vylúčiť, že existujú ešte tretie či štvrté miesta, ktoré zatiaľ nepoznáme,“ uviedol Metzger. „Zaujímavé je, že tieto mohutné erupcie sa môžu objaviť už v počiatočných fázach galaxie,“ doplnil Patel. „Výbuchy magnetarov by mohli byť riešením mnohoročného problému, totiž že v mladých galaxiách je viac tažkých prvkov, než koľko by mohlo vzniknúť iba pri zrážkach neutrónových hviezd.“

Zábavná naháňačka

Aby vedci dokázali presne určiť, kedy, kde a v akom množstve vznikajú ťažké prvky, musia pozorovať ďalšie podobné udalosti. Zdá sa, že veľké erupcie magnetarov nastávajú v našej galaxii len raz za niekoľko desaťročí, zatiaľ čo v celom pozorovateľnom vesmíre približne raz ročne. Problémom je však ich včasné zaznamenanie.

„Akonáhle dôjde k výbuchu, musíme nasmerovať ultrafialový teleskop na zdroj do 10 až 15 minút,“ hovorí Metzger. „Bude to zábavná naháňačka.“

Štúdia bola publikovaná 29. apríla 2025 v odbornom časopise The Astrophysical Journal Letters.

Pôvodný článok

ZDIEĽAŤ ČLÁNOK