ทองคำมาจากไหน

แน่นอนว่าคุณกำลังอ่านบล็อกของท้องฟ้าจำลองอยู่ ดังนั้นเราจึงไม่ได้เสนอเรื่องราวการตามหาทองหรือการขุดทองตามเหมืองต่างๆ บนพื้นโลกอย่างแน่นอน

ก่อนที่จะว่ากันถึงเรื่องทอง เคยสงสัยกันไหมว่า เอ๊ะ ธาตุต่างๆ ตามตารางธาตุนั้นมาจากไหน คำตอบสำหรับคำถามนี้ก็คือ มากจากนิวเคลียร์ฟิวชั่น (Nuclear Fusion) ในดวงดาว ซึ่งก็คือการรวมตัวกันของนิวเคลียสในอะตอมและทำให้ดวงดาวส่องแสงและให้ความร้อนได้ อย่างไรก็ตามนิวเคลียร์ฟิวชั่นในดวงดาวทำให้เราได้ธาตุที่มีนิวเคลียสหนักถึงประมาณธาตุเหล็ก ส่วนธาตุที่หนักกว่าเหล็กจะเกิดมาจากการเกิด supernova หรือการระเบิดของดาว

คราวนี้กลับมาเรื่องทองคำของเรา นักวิทยาศาสตร์มีหลักฐานให้เชื่อว่าทองคำในเอกภพนั้นเกิดมาจากการชนกันของดาวนิวตรอน [1] ในตอนแรกดาวนิวตรอนจะโคจรรอบกันและกัน แต่การแผ่รังสีโน้มถ่วง ทำให้พลังงานที่ใช้รักษาระยะห่างระหว่างกันลดลงและในที่สุดก็ชนกันด้วยความเร็วที่สูงมากใกล้กับความเร็วแสง การรวมตัวกันของดาวนิวตรอนจะมีการพ่นสสารออกมาบ้าง แต่สุดท้ายดาวนิวตรอนที่รวมตัวกันก็จะมีมวลมากมายมหาศาลและเกิดเป็นหลุมดำ

เบอร์เกอร์ (Berger) นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Harvard-Smithson Center for Astrophysics และคณะ ได้ทำการสังเกตการเกิดแสงวาบของรังสีแกมมาซึ่งพวกเขาเชื่อว่ามาจากการชนกันของดาวนิวตรอน การเกิดแสงวาบพลังงานสูงนี้เกิดขึ้นในระยะเวลาเพียง 2 ใน 10 วินาทีเท่านั้น แสงวาบของรังสีแกมมาที่นักวิทยาศาสตร์ทำการสังเกตในงานวิจัยนี้ เกิดขึ้นไกลจากโลก 3.9 พันล้านปีแสง [2] แม้ว่าเหตุการณ์นี้จะอยู่ไกลมาก แต่เป็นเหตุการณ์ที่ใกล้กับโลกของเราที่สุดที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตได้

รังสีแกมมาที่วาบออกมานี้จะให้พลังงานกับสสารที่ดาวนิวตรอนพ่นออกมาขณะที่ชนกัน สสารจะเกิดความร้อนและในที่สุดสสารจะคายพลังงานออกมาในรูปของรังสีอินฟราเรด ซึ่งเป็นหลักฐานที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ย้อนกลับไปถึงการชนการของดาวนิวตรอนได้

ในตอนแรกเรามีความคิดที่ว่าธาตุที่หนักกว่าเหล็กนั้นมาจากการเกิดซุเปอร์โนวาเท่านั้น อย่างไรก็ตามการซิมูเลชั่นทำให้เห็นว่าการเกิดซูเปอร์โนวาทำให้เกิดทองได้ยาก  เบอร์เกอร์ กล่าวต่อว่า สัดส่วนของทองในเอกภพเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้นที่เกิดจากซูเปอร์โนวา แต่ทองส่วนใหญ่น่าจะเกิดจากการชนกันของดาวนิวตรอน โดยทองที่เกิดมาจากการชนกันของดาวนิวตรอนขนาดเท่ารัฐบอสตันแต่มีมวล 1.5 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์ (แสดงว่าความหนาแน่นสูงมาก) จะทำให้เกิดทองมวลประมาณ 10 เท่าของมวลของดวงจันทร์ ตีราคาได้ 1 ตามด้วยเลขศูนย์อีก 28 ตัว ดอลลาร์ (ถ้าจะคิดเป็นเงินบาทก็สามารถนำอัตราแลกเปลี่ยนคูณเข้าไปได้)

นอกจากนี้แพลตินัมและยูเรเนียมก็เกิดมาจากการชนกันของดาวนิวตรอนเช่นกัน ทอง แพลตินัม ในเครื่องประดับ ยูเรเนียมในระเบิด เป็นเศษสสารจากการชนกันของดาวนิวตรอน ธาตุเหล่านี้มีอยู่ในกาแลกซี่ก่อนที่ดวงอาทิตย์ของเราจะถือกำเนิดขึ้นเสียอีก

ทองที่เกิดในช่วงการรวมตัวกันของสสารเกิดเป็นโลกนั้น จมลงสู่แกนกลางของโลก ส่วนทองที่เราขุดขึ้นมาจากเหมืองทอง มาจากกลุ่มฝนดาวตกที่ตกลงมายังโลกของเราเมื่อ 200 ล้านปีหลังจากที่โลกของเราืถือกำเนิดขึ้น

จากนี้ไป ทุกครั้งที่เรามองดูทองที่เราสวมใส่ เราก็ทราบแล้วว่าจริงๆ แล้วทองเหล่านี้มาจากไหน

[1] ดาวนิวตรอนเป็นแกนกลางที่เหลืออยู่ของดาวฤกษ์ที่ตายแล้ว
[2] 1 ปีแสงคือระยะทางที่แสงใช้เวลาเดินทาง 1 ปี แสงมีความเร็วประมาณ 3 แสนกิโลเมตรต่อวินาที
ที่มา: http://edition.cnn.com/2013/07/18/tech/innovation/gold-origins-stars/index.html?hpt=hp_c4