Серебро и золото куют разные звезды

На нашей планете такие благородные металлы, как золото и серебро предпочитают встречаться вместе. Долгое время считалось, что и в космосе они дружат — оба этих элемента производят одни и те же звезды. Однако работа немецкого астрофизика Камиллы Хансен показала, что это не так. Серебро рождается при взрыве одних звезд, а золото — совсем других.

Согласно самой распространенной на данный момент версии о появлении тяжелых металлов во Вселенной, эти элементы рождаются в недрах светил. Расчеты показывают, что за счет экстремального давления и огромных температур внутри них начинают протекать ядерные реакции синтеза. Начинается все с элементарного превращение ядер водорода в таковые гелия, однако после в массивных звездах начинаются и более интересные вещи.

Так, под влиянием огромных сил гравитации, температуры и давления внутри звезды ядра простейших элементов настолько сближаются с бегающими вокруг свободными альфа-частицами (это ядра гелия), а также протонами, нейтронами (их источником являются реакции соединения ядер изотопов ¹²С с образованием в одном случае ²³Na, а в другом — ²³Mg). В какой-то момент они даже начинают соединяться друг с другом — и это несмотря на электростатическое отталкивание одноименно заряженных зарядов. В результате такие ядра «обрастают» все новыми и новыми частицами, что приводит к появлению все более тяжелых химических элементов — от углерода, азота, кислорода, фосфора до железа, свинца и урана.

Таким образом, получается, что практически всю таблицу Менделеева в процессе эволюции Вселенной создали именно светила — исходно из кварк-глюоновой плазмы возникли лишь водоворот, гелий ну и, возможно, литий. Согласно моделям ученых, то, какие именно элементы создаст звезда, во многом зависит от ее массы. Считается, что самые тяжелые получаются при взрывах сверхновых самых массивных светил. Именно такие светящиеся «толстячки» и рождают самые ценные металлы для человечества — серебро и золото.

Исходя из этого, долгое время ученые думали, что эти два благородных элемента могут быть порождены одной звездой, или, по крайней мере, светилами одной «весовой» категории. Однако недавнее исследование доктора Камиллы Хансен из Гейдельбергского университета показало, что это не так. Она установила, что серебро появляется только в результате взрыва определенных типов звезд, которые весьма отличны от тех, что «производят» золото.

Астрофизик проанализировала множество данных о взрывах сверхновых, после которых были обнаружены следы серебра. Удивительно, что золота там практически не было. Аналогичная картина наблюдалась и в обратном случае — «золотые» сверхновые не давали значительного серебряного «следа». Из этого г-жа Хансен сделала закономерный вывод — производство этих металлов, скорее всего, зависит не только от массы звезды, поскольку многие исследуемые светила находились в одной весовой категории.

Впрочем, не исключено, что разница в массе все-таки была, просто не такая существенная — поэтому астрофизикам и не удалось ее обнаружить. «Мы получили первое доказательство существования специального процесса плавления внутри звезд. Теперь нужно заняться моделированием процесса взрыва именно такой сверхновой, которая образует серебро. Таким образом мы сможем понять, насколько тяжелой была эта звезда в момент своей драматической смерти и были ли у нее какие-то особенности, благоприятствующие синтезу именно серебра» — так охарактеризовала профессор Хансен полученные ей результаты.

По словам астрофизиков, эта работа может быть интересна, с одной стороны тем, что позволит выработать более точный способ оценки массы сверхновых. С другой стороны, она поднимает старый, но в то же время интересный вопрос — только ли от массы звезды зависит то, какие именно элементы получаются в горниле ее недр? Может быть, в этом процессе участвуют и другие факторы, которые ученые пока еще не обнаружили? Ответ может дать пока что лишь модель, которую предлагает построить г-жа Хансен.

Любопытно, что в отличии от дальнего космоса, на нашей планете золото и серебро обычно все-таки «дружат». Даже в самородном золоте встречаются серебряные примеси, а в таких минералах, как мутманит (Ag AuTe), сильванит (AuAgTe₄), петицит (Ag₃AuTe₂) и электрум (Ag Au), доля серебра может достигать 45-50  процентов. То есть на Земле эти два элемента предпочитают встречаться вместе, хотя в космосе они появляются порознь.

А эти факты, в свою очередь, наводят на еще одну интересную идею. Известно, что после взрыва сверхновой в окрестностях бывшей звезды появляется во все стороны рой твердого вещества, который и служит строительным материалом для звезд второго поколения или звездно-планетных систем типа Солнечной. Но если на Земле есть и золото, и серебро, которое производиться разными звездами, то получается, что вещество, из которого образовалась Солнечная система, «поставили» как минимум два светила?

Открытие Хансен, если будет доказана его достоверность, заставит ученых в очередной раз пересмотреть представления о появлении нашей звезды и планет вокруг нее. Работы предстоит много, но результаты уже обещают быть сенсационными…

Антон Евсеев