Vàng là một nguyên tố đặc biệt. Những nguyên tố nhẹ như carbon, oxygen hay silicon có thể được tạo ra bên trong các ngôi sao thông qua phản ứng nhiệt hạch. Nhưng vàng lại thuộc nhóm nguyên tố rất nặng, và quá trình hình thành nó đòi hỏi một môi trường giàu neutron đến mức cực đoan.

Ảnh: businessinsider

Trong một số vụ nổ sao và những sự kiện liên quan đến sao neutron, vật chất bị ném ra ngoài có thể chứa một lượng neutron khổng lồ. Tại đây xảy ra một quá trình gọi là r-process, hay “quá trình bắt neutron nhanh”. Hạt nhân nguyên tử liên tục bắt giữ neutron với tốc độ nhanh đến mức chúng không kịp phân rã trước khi tiếp tục bắt thêm neutron. Sau đó, qua hàng loạt quá trình phóng xạ, những hạt nhân cực nặng dần biến đổi thành các nguyên tố ổn định hơn, trong đó có vàng.

Ảnh: futura-sciences

Tuy nhiên, câu chuyện không đơn giản là “một ngôi sao nổ tung rồi tạo ra vàng”. Trong nhiều năm, các nhà thiên văn cho rằng vụ nổ siêu tân tinh có thể là một trong những nơi diễn ra r-process. Một số mô hình đặc biệt, chẳng hạn những vụ sụp đổ của sao khối lượng lớn tạo thành lỗ đen, vẫn được xem là những “nhà máy” quan trọng của các nguyên tố nặng.

Nhưng bằng chứng gây kinh ngạc nhất lại đến từ một sự kiện khác: hai sao neutron va chạm.

Ảnh: eso

Năm 2017, các nhà thiên văn lần đầu tiên quan sát được sự kiện GW170817, khi hai sao neutron hợp nhất cách Trái Đất khoảng 130 triệu năm ánh sáng. Vụ va chạm tạo ra một kilonova và phóng vào không gian một đám mây vật chất cực kỳ giàu neutron. Các quan sát cho thấy những nguyên tố nặng như vàng và platinum có thể được tạo ra trong đám mây này.

Điều thú vị là nghiên cứu hiện đại còn mở rộng bức tranh: các nhà khoa học đang xem xét nhiều “nhà máy vàng” khác nhau, từ hợp nhất sao neutron đến một số loại siêu tân tinh và các vụ bùng phát của magnetar. Nguồn gốc chính xác của toàn bộ lượng vàng trong vũ trụ vẫn là một câu hỏi đang được nghiên cứu.

Vì thế, khi cầm một món đồ bằng vàng, chúng ta thực sự đang cầm một phần vật chất được rèn nên trong những môi trường khắc nghiệt nhất vũ trụ. Vàng không được sinh ra trên Trái Đất; Trái Đất chỉ là nơi nó cuối cùng tụ lại.