Złoto z kosmosu - eksplozje gwiazd tworzą ziemskie skarby

Być może nigdy nie zastanawiałeś się, skąd pochodzi złoto w twoim telefonie czy laptopie. Nowe badania opublikowane 29 kwietnia 2025 roku w The Astrophysical Journal Letters przez zespół naukowców pod kierownictwem Anirudha Patela sugerują, że część tych cennych metali została wykuta w jednych z najgwałtowniejszych eksplozji we wszechświecie - rozbłyskach magnetarów.

Magnetary to szczególny rodzaj gwiazd neutronowych otoczonych polami magnetycznymi biliony razy silniejszymi niż ziemskie. Kiedy skorupa magnetara pęka, wywołuje to gigantyczne rozbłyski, które wyrzucają materię z prędkością wynoszącą 10% prędkości światła. W takich warunkach zachodzi proces zwany szybkim wychwytem neutronów (proces r), który umożliwia syntezę ciężkich pierwiastków, w tym złota.

W grudniu 2004 roku astronomowie zaobserwowali jeden z najjaśniejszych rozbłysków w naszej galaktyce - wybuch promieniowania gamma z magnetara SGR 1806-20 oddalonego o około 30 000 lat świetlnych. Eksplozja ta uwolniła w ciągu zaledwie pół sekundy więcej energii niż Słońce emituje przez 250 000 lat. Co ciekawe, po początkowym rozbłysku teleskopy NASA RHESSI i ESA INTEGRAL wykryły także słabszy, ale dłuższy sygnał promieniowania gamma, który trwał kilka godzin i osiągnął maksimum około 10 minut po głównym wybuchu.

Ta zagadka pozostawała nierozwiązana przez 20 lat, dopóki nowe metody obliczeniowe nie pomogły rozwikłać tajemnicy tego drugiego sygnału. Badania zespołu Patela wykazały, że ten późniejszy sygnał promieniowania gamma był bezpośrednim dowodem na syntezę pierwiastków powstałych w procesie r. Odkrycie to potwierdza, że rozbłyski magnetarów są miejscami powstawania ciężkich pierwiastków, co ma ogromne znaczenie dla zrozumienia ewolucji chemicznej galaktyki, szczególnie w jej najwcześniejszych okresach.

Według badaczy, rozbłyski magnetarów mogą być odpowiedzialne za produkcję złota i nawet do 10% ciężkich pierwiastków w naszej galaktyce. Obliczenia pokazały, że pojedynczy rozbłysk mógł wyprodukować ogromną ilość ciężkich pierwiastków - ilość porównywalną z masą planetarną. Wśród tych pierwiastków znajduje się złoto, srebro i uran.

Odkrycie to jest istotnym krokiem w naszym rozumieniu produkcji ciężkich pierwiastków. Rozbłyski magnetarów mogą być rozwiązaniem problemu dotyczącego młodych galaktyk, w których obserwuje się więcej ciężkich pierwiastków, niż mogłoby powstać wyłącznie z kolizji gwiazd neutronowych. Dzieje się tak, ponieważ magnetary mogą produkować te pierwiastki znacznie wcześniej w historii wszechświata.

Badacze planują kontynuować badania nad tym fascynującym zjawiskiem. Misja NASA COSI, której start zaplanowano na rok 2027, będzie miała na celu wykrywanie konkretnych izotopów w przyszłych rozbłyskach, co powinno wzbogacić nasze rozumienie procesów produkcji złota w kosmosie.

Następnym razem, gdy spojrzysz na złotą biżuterię lub weźmiesz do ręki swój smartfon, pomyśl, że niektóre z zawartych w nich atomów mogły zostać stworzone w jednych z najbardziej energetycznych zjawisk we wszechświecie, podróżując przez miliardy lat i miliardy kilometrów, zanim trafiły na Ziemię.