GOUD EN PLATINA WERDEN CREËERD TIJDENS GAMMAFLITSEN

Onderzoekers van de universiteit van Leicester en van Basel hebben een nieuwe manier gevonden om efficiënt zware metalen zoals goud en platina te maken. De onderzoekers – geen alchimisten maar astronomen – maakten dat op 5 april bekend tijdens de National Astronomy Meeting in het Britse Cambridge. Van vele lichte elementen is bekend dat zij door kernfusie in het inwendige van zware sterren worden geproduceerd en in de ruimte belanden wanneer zulke sterren uiteindelijk als supernova exploderen. Langs deze weg kunnen alle elementen tussen helium en ijzer worden gecreëerd.

Nog zwaardere elementen kunnen ontstaan tijdens de korte fase waarin de buitenste delen van zo'n exploderende ster door schokgolven zo sterk worden samengeperst en verhit dat ook daarin even kernfusiereacties plaatsvinden. Het probleem is echter dat de berekeningen laten zien dat er langs deze weg niet voldoende zware metalen worden geproduceerd om de op aarde en in de ruimte gemeten hoeveelheden te kunnen verklaren. Stephan Rosswog en zijn collega's doen daarom een beroep op een nog krachtiger explosie: die tijdens de versmelting van twee neutronensterren in een dubbelstersysteem.

De astronomen berekenden wat er gebeurt wanneer twee om elkaar draaiende neutronensterren op den duur zo dicht bij elkaar komen dat ze op elkaar botsen en een zwart gat vormen: een proces dat volgens velen ook verantwoordelijk is voor de met satellieten waargenomen gammaflitsen die uit verre sterrenstelsels komen. De astronomen gebruikten voor hun berekeningen de onlangs in gebruik genomen supercomputer van de Astrophysical Fluids Facility in Leicester. Deze computer, die uit 128 parallel werkende processoren bestaat, is nu de krachtigste in Europa die voor astrofysische berekeningen wordt gebruikt.

De computerberekeningen laten zien dat tijdens de versmelting van twee neutronensterren een deel van hun materie de ruimte in wordt geblazen. Deze materie heeft een extreem hoge dichtheid en temperatuur (in de orde van een miljard graden), waardoor er kernfusiereacties in kunnen optreden. De lichtere atoomkernen vangen dan neutronen in, waardoor zwaardere kernen zoals die van goud en platina kunnen ontstaan. Rosswog en zijn collega's hebben gevonden dat – uitgaande van een bepaalde frequentie van het versmelten van neutronensterren – de hoeveelheden van de aldus gevormde elementen overeenkomen met die welke in ons zonnestelsel worden gemeten. Dit wijst er sterk op dat het grootste deel van het op aarde gevonden goud en platina is ontstaan tijdens het optreden van gammaflitsen.

    • George Beekman