חדשות מועדון קוסמוס

חדש! סרטוני הדרכה ע"י ד"ר יגאל פת-אל ביו-טיוב

מאין הגיע הזהב אל כדור הארץ?

זהב הוא מתכת נחשקת. מאז ומתמיד היווה הזהב מקור לחלומותיהם של אנשים רבים. האלכימאים ניסו, ללא הצלחה, ליצור זהב מיסודות אחרים. מנין הגיע הזהב לכדור הארץ?

מקור היסודות המצויים הן בגופינו והן בכדור הארץ הוא ביקום. מערכת השמש ובכלל וכדור הארץ בפרט נוצרו מחומרים שהיו פעם בתוך כוכבים. מרבית האטומים שבגופכם נוצרו בכוכבים (למעט המימן שנוצר מיד לאחר המפץ הגדול). גם השמש שלנו היא בית חרושת עצום שבליבתה נוצרים גרעיני הליום מפרוטונים. השמש גם תיצור בשלהי חייה את היסוד החשוב ביותר ליצירת חיים – את הפחמן. אולם אז היא תגווע ולמעט יצירת של כמויות שוליות של חמצן וחנקן, היא לא תיצור בליבתה היוקדת מאומה מעבר ליסודות אלה.

מניין באו איפה היסודות הכבדים יותר וגם כל היסודות בטבלה המחזורית? התשובה נעוצה בתהליכים אקזוטיים יותר. יסודות הכבדים מברזל נוצרים בשכבות החיצוניות של כוכבים מזדקנים – ענקים אדומים, בתהליכים בהם מועשרים גרעיני אטומים תוך שהם גדלים. חלק ניכר מהיסודות נוצר כאשר כוכבים כבדים, לפחות פי 8 מהשמש שלנו, מתפוצצים בשלהי חייהם בתהליך הקרוי – סופרנובה. בשניות שבהן הכוכב מתפוצץ נוצר חלק גדול מהיסודות המוכרים לנו. אולם, גם תהליכים אלה אין בהם להסביר את שכיחות היסודות השונים, ואחד מהם הוא הזהב.

קבוצת חוקרים בראשותו של פרופ' òéדו ברגר מהמרכז לאסטרופיזיקה של CFA מסרה במסיבת עיתונאים שהתקיימה בקיימברידג', שייתכן ותהליך אקזוטי, שבו מתנגשים שני כוכבי נויטרונים, יכול להסביר את שכיחות הזהב ביקום.

כוכבי נויטרונים הם תוצרים של התפוצצויות סופרנובות. הם כה דחוסים, שסמ"ק מהם שוקל מיליארדי גרם. זו צפיפות גרעין האטום וכוכבי הנויטרונים כה צפופים עד שחלק מהפרוטונים והאלקטרונים בהם התמזגו לנויטרונים. כאשר 2 כוכבי נויטרונים כאלה מתנגשים, משתחררת אנרגיה אדירה, רובה משתחררת כקרינת גאמא, הקרינה האנרגטית ביותר בספקטרום האלקטרומגנטי. תוך כדי הפיצוץ, מתמזגים גרעיני יסודות ויוצרים יסודות כבדים יותר, תהליך הקרוי – סינטזה גרעינית. באחת מהתפרצויות הגאמא האחרונות, GRB130603B, שארעה במרחק של כ-4 מיליארד שנות אור, נצפתה לאחר שוך הפיצוץ קרינה בתחום התת-אדום.  קרינה זו נובעת מדעיכה של יסודות רדיואקטיביים שנוצרים תוך כדי הפיצוץ, תהליכים שבסופם נוצרים יסודות יציבים או רדיואקטיביים בעלי מחצית חיים ארוכה. ברגר ועמיתיו סבורים כי התנגשויות של כוכבי נוטרונים עשויות להסביר חלק ניכר משכיחות הזהב ביקום.