Учёные рассказали, как во Вселенной могло появиться золото

Изначально молодая Вселенная состояла лишь из легчайшего элемента, водорода, с небольшими примесями соседнего гелия.

Физики-теоретики из группы профессора Мичиганского университета Витольда Назаревича (Witold Nazarewicz) совместно с коллегами из Варшавского университета и Технического университета в Дармштадте смоделировали процесс синтеза тяжёлых химических элементов из лёгких, уточнив необходимые для этого условия. Как пишет lifenews.ru, результаты теоретической работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
У любого атома есть ядро — центральная часть, где сосредоточена основная масса атома. Формируется оно в процессе нуклеосинтеза. Считается, что образование тяжёлых и сверхтяжёлых атомных ядер из лёгких происходит во Вселенной в ходе последовательного захвата ими протонов и/или нейтронов.
Изначально молодая Вселенная состояла лишь из легчайшего элемента, водорода, с небольшими примесями соседнего гелия. Все элементы тяжелее них — вплоть до железа — образовались в ходе термоядерных реакций в недрах звёзд. Ключевым из этих механизмов является альфа-процесс — захват ядрами альфа-частиц. Однако для синтеза элементов тяжелее железа (например, золота) требуются ещё более высокие энергии, необходимые для последовательного захвата отдельных протонов или нейтронов. Такие энергии появляются только в мощнейших катастрофических событиях, таких как слияния нейтронных звёзд или взрывы сверхновых.
Такие астрофизические события делают возможными несколько механизмов нуклеосинтеза, самым многообещающим из которых считается быстрый r-процесс, который требует исключительно высокого содержания нейтронов и больших энергий. Где он происходит в действительности, до сих пор неизвестно.
Именно этот вопрос и решили подробнее изучить учёные. Опираясь на методы теории функционала плотности для расчёта структуры атомных ядер, авторы провели моделирование r-процесса как в сверхновых, так и в ходе слияния пары нейтронных звезд. Астрофизикам удалось рассчитать вероятности развития различных сценариев и указать на условия их протекания. Учёные резюмируют, что полученные данные помогут в дальнейшем поиске экспериментальных и наблюдательных свидетельств нуклеосинтеза в космосе и на ускорителях частиц, изначально отсеяв невозможные варианты. Всё это даст возможность понять, как в итоге образовались такие плотные металлы, как золото или платина.