Czarne dziury mogą produkować złoto i inne cenne pierwiastki
Astrofizycy odkryli, że czarne dziury mogą przypadkowo produkować ogromne ilości złota. To wiedza, z którą prawdopodobnie nic nie zrobimy, ale rzuca ona nowe światło na nasze rozumienie tych tajemniczych obiektów astronomicznych.
Tworzenie metali, takich jak złoto, srebro, tor czy uran wymaga specyficznych warunków, w których generowane są duże ilości energii. Takimi zdarzeniami mogą być zderzenia gwiazd neutronowych lub eksplozje supernowych. Nowe badania pokazują, że wcale nie trzeba kosmicznej katastrofy - pierwiastki te mogą być "produktem ubocznym" zwykłego żywotu czarnej dziury, gdy pochłania ona gaz z otaczającej przestrzeni.
W ekstremalnych warunkach, wysoka emisja neutrin powinna ułatwiać konwersję protonów w neutrony, skutkując nadmiarem tych ostatnich, które są niezbędne do procesu produkcji pierwiastków ciężkich.
- W naszym badaniu, po raz pierwszy zbadaliśmy szybkość konwersji neutronów i protonów dla dużej liczby konfiguracji dysków akrecyjnych za pomocą rozbudowanych symulacji komputerowych i stwierdziliśmy, że są one szczególnie bogate w neutrony, o ile spełnione są pewne warunki - powiedział astrofizyk Oliver Just z niemieckiego GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research.
Tuż po Wielkim Wybuchu, w przestrzeni nie było zbyt wielu pierwiastków. Wszechświat był wtedy głównie "zupą" składającą się z wodoru i helu. Gwiazdy nasyciły kosmos pierwiastkami ciężkimi, od węgla aż po żelazo.
Ciepło i energia potrzebne do wytworzenie żelaza podczas fuzji jądrowej przekraczają ilości energii generowane w tym procesie, powodując spadek temperatury jądra. To z kolei prowadzi do śmierci gwiazdy w spektakularnej eksplozji - wybuchu supernowej. To właśnie wtedy dochodzi do stopienia cięższych pierwiastków, a zderzające się ze sobą atomy mogą przechwytywać neutrony - jest to tzw. proces r. Musi on zachodzić bardzo szybko, aby nie nastąpił rozpad promieniotwórczy, zanim do jądra dostanie się więcej neutronów.
Nie wiadomo, czy proces r może zachodzić w innych warunkach, ale nowo powstałe czarne dziury są właściwym kandydatem. Inna możliwość to hipernowa. W obu przypadkach, czarna dziura jest otoczona przez gęsty, gorący pierścień materii, który wiruje wokół jej centrum. W takim środowisku emitowanych jest dużo neutrin, co może być źródłem procesu r.
Zespół Justa przeprowadził wiele symulacji, aby sprawdzić, czy faktycznie tak jest. Okazuje się, że jeżeli warunki są odpowiednie, proces r może tam zachodzić. To by oznaczało, że otoczenie czarnej dziury jest bogate w pierwiastki ciężkie, w tym drogocenne złoto.
