Một cái gì đó tạo ra những cơn mưa vàng trên khắp vũ trụ. Nhưng không ai biết nó là gì.
Có một vấn đề ở đây: Vàng là một nguyên tố, có nghĩa là bạn không thể tạo ra nó thông qua các phản ứng hóa học thông thường - mặc dù các nhà giả kim đã cố gắng trong nhiều thế kỷ. Để tạo ra vàng, bạn phải liên kết 79 proton và 118 neutron với nhau để tạo thành một hạt nhân nguyên tử. Đây là một phản ứng tổng hợp hạt nhân mãnh liệt nhưng nó không thường xuyên xảy ra, nên không đủ để tạo ra một khối vàng khổng lồ mà chúng ta tìm thấy trên Trái đất và các nơi khác trong hệ Mặt trời.
Và một nghiên cứu mới giả thuyết rằng sự va chạm giữa các sao neutron tạo ra vàng không thể giải thích được sự phong phú của nguyên tố này. Vậy vàng đến từ đâu? Có một số khả năng khác, bao gồm các vụ nổ siêu tân tinh cực kỳ dữ dội khiến vật chất trong lòng ngôi sao văng ra ngoài. Tuy nhiên, điều này cũng không thể giải thích được tại sao vũ trụ có quá nhiều vàng.
Theo Live Science, các vụ va chạm sao neutron tạo ra vàng bằng cách va chạm các proton và neutron với nhau thành hạt nhân nguyên tử, sau đó các hạt nhân nặng mới bay vào không gian. Chiaki Kobayashi, tác giả của nghiên cứu, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Hertfordshire ở Vương quốc Anh, cho biết các siêu tân tinh bình thường không thể giải thích được về lượng vàng của vũ trụ. Trong một siêu tân tinh thông thường, vàng được tạo thành thường bị hút vào lỗ đen.
Nhưng loại siêu tân tinh quay từ tính (magneto-rotational) có thể giải phóng vàng. Đây là "một siêu tân tinh rất hiếm, quay rất nhanh", Kobayashi nói với Live Science.
Trong siêu tân tinh quay từ tính, ngôi sao sắp chết quay rất nhanh và bị bao bọc bởi từ trường mạnh đến nỗi nó tự lột từ trong ra ngoài khi phát nổ. Khi đó, ngôi sao bắn các tia vật chất nóng trắng vào không gian. Và bởi vì ngôi sao đã bị lột từ trong ra ngoài, dòng vật chất phóng ra của nó chứa đầy hạt nhân vàng. Nhưng những ngôi sao có thể tạo ra hiện tượng này cực kỳ hiếm.
Kobayashi và các đồng nghiệp của bà phát hiện rằng các vụ va chạm sao neutron cộng với các siêu tân tinh quay từ tính cũng không thể giải thích được nguồn vàng của Trái đất.
Bà nói: "Có hai phần cho câu hỏi này. Một là: các sao neutron sáp nhập là không đủ. Hai là: Ngay cả với nguồn thứ hai (siêu tân tinh quay từ tính), chúng tôi vẫn không thể giải thích được lượng vàng quan sát được”.
Bà cho biết, các nghiên cứu trước đây đã đúng khi cho rằng các vụ va chạm sao neutron giải phóng các cơn mưa vàng. Nhưng những nghiên cứu đó không giải thích được sự hiếm hoi của những vụ va chạm đó. Thật khó để ước tính chính xác số lần các sao neutron nhỏ va chạm vào nhau. Nhưng nó chắc chắn không phổ biến lắm: Các nhà khoa học chỉ thấy nó xảy ra một lần. Ngay cả những ước tính sơ bộ cho thấy số lần chúng va chạm với không đủ để tạo ra tất cả vàng được tìm thấy trong hệ Mặt trời.
Ian Roederer, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Michigan, cho biết: “Bài báo này không phải là lần đầu tiên cho rằng các vụ va chạm sao neutron không đủ để giải thích về sự phong phú của vàng”.
Nhưng theo Roederer, bài báo mới của Kobayashi và các đồng nghiệp được xuất bản ngày 15 tháng 9 trên The Astrophysical Journal, có một lợi thế lớn: Nó cực kỳ kỹ lưỡng. Các nhà nghiên cứu sử dụng một núi dữ liệu và thử các mô hình mạnh mẽ mô tả về cách thiên hà phát triển và tạo ra các nguyên tố mới.
Roederer nói với Live Science: “Bài báo có tham chiếu đến 341 ấn phẩm khác, nhiều gấp 3 lần so với các bài báo điển hình trên The Astrophysical Journal”.
Ông nói, việc tập hợp tất cả dữ liệu đó lại với nhau theo một cách hợp lý là một "nỗ lực tuyệt vời".
Các tác giả có thể giải thích sự hình thành của các nguyên tử nhẹ như carbon - 12 (sáu proton và sáu neutron) và nặng như uranium - 238 (92 proton và 146 neutron).
Nhưng vàng vẫn là một bí ẩn.
Kobayashi nói rằng một thứ gì đó ngoài kia mà các nhà khoa học chưa biết chắc đang tạo ra vàng. Hoặc các vụ va chạm của sao neutron có thể tạo ra nhiều vàng hơn so với các mô hình hiện có. Trong cả hai trường hợp, các nhà vật lý thiên văn vẫn còn rất nhiều việc phải làm trước khi họ có thể giải thích nguồn gốc lạ lùng của vàng.
Văn Thiện
