Bij botsingen tussen neutronensterren komt goud vrij, maar lang niet zoveel als tot nu toe werd aangenomen.
Dat is de conclusie van nieuw onderzoek waarvan de resultaten in The Astrophysical Journal zijn gepubliceerd.
Bij de oerknal zijn grote hoeveelheden waterstof, helium en lithium ontstaan, maar dat was het ook wel zo’n beetje.
Zwaardere elementen, tot aan het atoomgewicht van ijzer, zijn gevormd bij kernfusieprocessen in sterren.
Ze zijn over de ruimte verspreid door middel van sterrenwind of bij de explosies van zware sterren (supernova’s).
Aangenomen werd dat de helft van alle elementen zwaarder dan ijzer, waaronder goud, zijn ontstaan bij botsingen tussen neutronensterren – de uiterst compacte restanten van sterren.
Onderzoek onder leiding van Chiaki Kobayashi van de universiteit van Hertfordshire (VK) wijst er echter op dat bij deze botsingen, die ook zwaartekrachtgolven genereren, lang niet zoveel goud vrijkomt als werd aangenomen – nu niet, en ook in het vroege heelal niet.
De onderzoekers baseren hun conclusie op modellen voor de chemische evolutie van onze Melkweg.
Daarbij zijn de verschillende stellaire processen in kaart gebracht die zich in ons sterrenstelsel hebben afgespeeld, en is uitgerekend wat deze aan zware elementen moeten hebben opgeleverd.
Dit heeft geresulteerd in een periodiek systeem – een tabel van chemische elementen – waarin per element is aangegeven wanneer en door welk proces het is ontstaan. Volgens Kobayashi en haar team vinden er simpelweg niet genoeg botsingen tussen neutronensterren plaats om de huidige hoeveelheden goud en andere zware elementen te kunnen verklaren.
In plaats daarvan denken de astronomen dat deze elementen bij een ander stellair verschijnsel zijn gevormd: bijzondere supernova-explosies van zware sterren die heel snel roteren en sterke magnetische velden genereren.
Helemaal kloppend maakt deze toevoeging de chemische boekhouding overigens niet: volgens de modellen zou veel meer zilver en veel minder goud moeten zijn geproduceerd dan uit waarnemingen blijkt.
De oplossing van dit raadsel zou kunnen zijn dat er meer botsingen tussen neutronensterren plaatsvinden dan de beschikbare waarnemingen suggereren.
Een andere mogelijkheid is dat de nucleaire reacties die in de vorming van deze elementen resulteren efficiënter zijn dan wordt aangenomen.
(EE) (Image CREDIT: CONTENT: CHIAKI KOBAYASHI ET AL ARTWORK: SAHM KEILY)
