Allt som glimmar kan vara guld
Kanske bär du just nu på rester av en exploderad stjärna
Vi är alla bekanta med guld, den vackra, glänsande metallen som finns i allt från smycken till tänder och i den särskilda plätteringen i våra elektroniska enheter, som smartphones. Chansen är ganska stor att du har något på dig, eller i dig, just nu när du läser den här artikeln. Visste du att alla som vinner Nobelpris får en guldmedalj av kungen, värd cirka 100 000 kronor styck vid dagens metallvärde?
Människor har länge varit attraherade av detta grundämne, som har ett högt värde eftersom det är så sällsynt. Eftersom det inte finns lika mycket guld som andra användbara metaller, som järn och koppar, har människor i århundraden försökt hitta olika sätt att omvandla mer vanliga grundämnen till guld genom alkemins magiska processer.
Även om alkemi är en pseudovetenskap som inte ledde till något trots människors bästa förhoppningar och ansträngningar, la den grunden till det vi idag känner som ämnesområdet kemi – en vetenskap som visat sig vara användbar på tusentals sätt i vårt dagliga liv.
Vi vet att det tidiga universum endast innehöll väte och helium. Varifrån kommer då alla de andra grundämnena som vi idag känner till? Det visar sig att de har ett astronomiskt ursprung, eftersom de skapas i de ”kärnkraftsugnar” som driver de stjärnor vi ser på natthimlen.
När stjärnor åldras och förbrukar sitt kärnbränsle, producerar de grundämnen som är tyngre än de två första i det periodiska systemet, men de kan bara gå så långt som till järn. När en stjärnas kärna blir full av detta kan den inte längre driva fusionsreaktioner, och då finns det flera möjliga öden.
Om det är en mycket tung och massiv stjärna kan den genomgå en supernovaexplosion, som förstör stjärnan. I den enorma mängd energi som frigörs i processen bildas grundämnen tyngre än järn, som uran (U), bly (Pb), silver (Ag), tenn (Sn), kvicksilver (Hg), koppar (Cu), jod (I), zink (Zn) och naturligtvis guld (Au).
Dessa material slungas ut i den interstellära rymden i en våldsam explosion, där de sedan kan ingå i nya planeter, månar och asteroider. Vissa av dessa grundämnen är viktiga för skapandet av liv så som vi förstår det. Så om du någonsin har hört uttrycket att vi är gjorda av ”stjärnstoff”, så är det ingen överdrift. Järnet i ditt blod och kalciumet i dina ben var en gång del av en stjärna.
Här är ett exempel på en supernovarest i Stora Magellanska molnet, den största av två satellitgalaxer som kretsar kring Vintergatan. Bilden kombinerar observationer av röntgenstrålning och ljus i det synliga spektrumet. Det sfäriska utseendet är ett resultat av expansionen av materialet som blev kvar efter den stjärnförstörande explosionen.
Fram till nyligen trodde astronomer att supernovaexplosioner var det enda sättet som tyngre grundämnen kunde skapas på. Men nu har de upptäckt ett möjligt alternativ som involverar en mycket särskild typ av stjärna.
De flesta har hört att supernovors kärnor efter explosionen kan krympa och bli gravitationellt intensiva svarta hål. Men om stjärnan inte var tillräckligt massiv kan den efter explosionen bli en neutronstjärna – en extremt tät rest med starka magnetfält i vissa fall. Dessa kallas magnetarer, en förkortning för magnetiska stjärnor, och astronomer tror nu att de också kan vara en källa till tunga grundämnen.
(Spitzer Science Center)
Vi ser till vänster en illustration av hur en magnetar tros se ut, med fältlinjer som visar dess kraftiga magnetfält. Ett exempel på en sådan stjärna, i ett ungt stjärnkluster i Vintergatan, bildades av en stjärna som från början var 40 gånger mer massiv än solen.
Till höger är en faktisk bild av en magnetar sedd i infrarött ljus. Den är omgärdad av en varm ring av stoft, och själva stjärnan ligger i mitten av den ljusa pricken, även om vi inte kan se den i denna våglängd. Det beror på att den avger sin energi i röntgenstrålar, vilket IR-teleskopet Spitzer inte kan registrera. Faktum är att röntgen och IR ligger i motsatta ändar av det elektromagnetiska spektrumet.
Detta konstnärliga motiv visar en magnetar som får ett utbrott, med material som strömmar ut från den. Energin från denna explosion är så hög att den mycket väl skulle kunna leda till att tunga grundämnen skapas. Dess kraftfulla, osynliga magnetfält, som visas som gröna kraftlinjer, styr hur materialet strömmar ut i den omgivande rymden från den tidigare stjärnans fasta yta.
Håll ögonen öppna för framtida upptäckter inom detta forskningsfält. Astronomer uppskattar att dessa magnetarutbrott kan stå för upp till 10 procent av alla tunga grundämnen som finns idag. Det återstår att se om detta är en verklig källa till guld – eller om det finns något annat sätt det kan ha bildats på.
För mer information om detta, följ denna länk.
Text: Tom Callen
