Aurul este un element chimic, ceea ce înseamnă că nu se poate forma în urma unor reacții chimice obișnuite - deși alchimiștii au încercat să obțină astfel aur timp de secole. Pentru a obține un atom de aur este nevoie de lipirea laolaltă a 79 de protoni și 118 neutroni pentru a forma un singur nucleu atomic. Un astfel de element necesită o reacție de fuziune nucleară foarte intensă. Însă astfel de reacții de fuziune nu se produc suficient de frecvent, cel puțin în partea noastră de cosmos, pentru a explica de ce există atât de mult aur pe Pământ dar și pe alte corpuri ale Sistemului Solar.

Coliziunile dintre stelele neutronice nu se produc suficient de frecvent pentru a explica abundența aurului în cosmos, ceea ce înseamnă că mai există și alte mecanisme necunoscute care produc aur, așa cum ar putea fi exploziile stelare de tip supernovă.

Coliziunile dintre stele neutronice produc aur prin ciocnirea protonilor și neutronilor laolaltă în nuclei atomici, dar raportat la abundența aurului în Univers, ciocnirile dintre stelele neutronice se produc prea rar pentru a fi singura explicație validă. Pe de altă parte, nici fenomenele de tip supernovă nu pot explica abundența aurului în Univers pentru că stelele suficient de masive pentru a fuziona aur din elemente cu masă mai mică înainte de a intra în stadiul de supernovă sunt foarte puține, iar în cele mai multe cazuri, aurul obținut prin fuziune în aceste stele se pierde definitiv când, după etapa de supernovă, steaua muribundă devine o gaură neagră, după cum explică Chiaki Kobayashi, astrofizician la Universitatea din Hertfordshire, coordonatoarea noului studiu.

Există însă un tip special și foarte rar de supernove, așa-numitele "supernove magneto-rotative", care sunt, conform lui Kobayashi niște supernove ce se rotesc extrem de rapid.

În cadrul unei supernove magneto-rotative, o stea muribună se rotește atât de rapid și este apăsată de niște câmpuri magnetice atât de puternice, încât în momentul exploziei se întoarce pe dos. În timp ce moare, o astfel de stea aruncă în spațiu jeturi albe, incandescente de materie, și pentru că s-a întors deja pe dos, aceste jeturi abundă în atomi de aur. Astfel, dacă stelele care pot fuziona aur în nucleul lor sunt rare, stelele care pot fuziona aur și apoi îl împrăștie în spațiu sunt și mai rare, conform lui Kobayashi.

Însă nici stelele neutronice și supernovele magneto-rotative la un loc nu sunt suficiente pentru a explica abundența aurului pe Pământ, mai susține Kobayashi.

"Această problemă are două niveluri. În primul rând, ciocnirile dintre stelele neutronice nu sunt suficiente. În al doilea rând, chiar dacă există și o a doua sursă de aur, tot nu putem explica de ce există atât de mult aur", a precizat ea.

Studiile anterioare au avut dreptate cu privire la faptul că ciocnirile dintre stele neutronice împrăștie un "duș de aur" în spațiul din jur. Dar aceste studii nu au ținut cont de raritatea acestor coliziuni. Este foarte greu să estimezi cu precizie cât de des niște mici stele neutronice - ele însele rămășițele ultradense ale unor vechi supernove - se lovesc unele cu altele. Dar cu siguranță că nu este ceva foarte obișnuit. Oamenii de știință au observat un singur astfel de eveniment. Chiar și cele mai optimiste estimări arată că astfel de stele nu se ciocnesc suficient de frecvent pentru a produce tot aurul care se află în Sistemul Solar, conform studiului publicat de Kobayashi și de colegii ei.

"Această lucrare nu este prima care sugerează că ciocnirile dintre stele neutronice sunt o explicație insuficientă a abundenței aurului", a comentat Ian Roederer, astrofizician la Universitatea din Michigan, care caută urme ale unor elemente rare în stelele îndepărtate.

Însă noul studiu publicat de Kobayashi și de colegii ei în The Astrophysical Journal are un mare avantaj: este extrem de minuțios, conform lui Roederer. Cercetătorii au analizat munți de date și au generat modele computerizate robuste cu privire la evoluția galaxiilor și la producerea de noi elemente chimice.

"Lucrarea conține referințe la 341 de alte publicații, adică de aproximativ 3 ori mai multe referințe decât cele conținute de lucrările tipice publicate de The Astrophysical Journal în aceste zile", a declarat Roederer pentru Live Science.

Folosind această abordare, autorii au reușit să explice formarea atomilor de la elemente ușoare, precum izotopul carbon-12 (șase protoni și șase neutroni) și până la uraniu-238 (92 de protoni și 146 de neutroni).

Coliziunile dintre stele neutronice, spre exemplu, au produs stronțiu în modelul lor. Această deducție corespunde observațiilor cu privire la împrăștierea de stronțiu în spațiu în urma singurei coliziuni dintre stele neutronice observată de știință.

Supernovele magneto-rotative au explicat prezența europiumului în modelul lor, un alt atom a cărei origine nu a putut fi explicată până acum.

Aurul însă rămâne o enigmă! Există ceva acolo, despre care oamenii de știință nu știu încă nimic, și care produce foarte mult aur, subliniază Kobayashi.

Sursa:Agerpres