Đâu là nguồn gốc hình thành các kim loại quý
trên Trái đất?
Khi đeo những đồ trang sức bằng vàng hoặc platin, bạn có
bao giờ nghĩ cái gì đã làm cho những kim loại quý đó
xuất hiện trên Trái Đất? Câu trả lời cho vấn đề này có thể
nằm trong những hiện tượng mãnh liệt nhất đã từng xảy ra
trong vũ trụ, đó là các vụ va đập giữa các ngôi sao nơtron
siêu đặc. Những nguyên tố nặng mà chúng ta thường thấy
trên Trái Đất có lẽ đã được tạo ra bằng cách đó.
Ngay sau khi xảy ra vụ nổ nguyên thủy hình thành nên Vũ
trụ - vụ nổ Big Bang - Vũ trụ chỉ chứa các nguyên tố nhẹ
là hyđro và heli. Sau này, khi các nguyên liệu tạo sao ban
đầu đó tương tác với nhau thì các nguyên tố nặng hơn như
cacbon và oxy đã được hình thành trong các lò phản ứng
hạt nhân của những ngôi sao này. Các nguyên tố nặng hơn
nữa được hình thành khi các ngôi sao có khối lượng rất
lớn (các supernova) bị nổ tung. Các vụ nổ như vậy cũng
làm bắn tung các mảnh vụn vào vũ trụ, để sau này tạo
thành các ngôi sao và các hành tinh khác.
Nhưng các nhà thiên văn học cho rằng các supernova
không tạo ra nhiều nguyên tố nặng như vàng và platin.
Phần lớn các kim loại nặng như vậy được tạo ra trong
phản ứng nhiệt hạch, được gọi là "quá trình r", xảy ra
trong quá trình va đập giữa các ngôi sao nơtron - những
phần còn sót lại sau vụ nổ một ngôi sao supernova. ở đây
các hạt nhân thâu tóm các nơtron để tạo ra các nguyên tố
nặng: Đôi khi các ngôi sao nơtron quay xung quanh nhau,
quỹ đạo quay của chúng có thể sẽ tiến sát nhau đến mức
chúng hợp lại thành một ngôi sao sau một vụ nổ mãnh
liệt. Những vụ hợp nhất như vậy chỉ xảy ra với xác suất
100.000 năm một lần. Theo vật lý lượng tử và lý thuyết
tương đối rộng của Einstein, các ngôi sao hợp nhất sẽ tạo
thành một hố đen và bắn ra xung quanh tro nóng đặc, giàu
nơtron, nhờ đó mà xảy ra các "quá trình r" và tạo thành
các nguyên tố nặng mà chúng ta thấy ngày nay.
