Agujeros negros y elementos pesados ​​más cercanos en la tierra

¿Cómo tenemos elementos pesados ​​como el uranio en la tierra?

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Se afirma que las supernovas son el centro de fabricación de los elementos pesados ​​del universo. Y, por lo general, los restos de estas supernovas masivas son agujeros negros.

Y Cygnus X-1 es el agujero negro más cercano a la tierra que está a una distancia de 6 , 100 ± 400 años luz.

Si imaginamos una esfera que tiene un radio igual a 6.100 años luz. El área de la superficie de la esfera es 37875166695400 , 000 , 000 , 000000 , 000 , 000 , 000   k metro 2 .

Mientras que en comparación con eso, la sección transversal de la tierra es casi insignificante ( 142334130.878   k metro 2 ) como es justo 0.00000000000000000000000003758 % del área de la superficie de la esfera imaginaria.

¿Cómo es posible que la tierra tenga una cantidad tan grande de uranio y otros elementos pesados ​​a pesar de su tamaño insignificante?

Las estrellas están orbitando alrededor del centro de la galaxia. No siempre se quedan en el mismo lugar entre sí.
@PeterShor, gran punto.
Además de los conceptos erróneos señalados en las respuestas a continuación, otro concepto erróneo de su parte es la suposición de que la dispersión de los materiales sería uniforme y homogénea. Ciertamente es posible que se formen "pequeños trozos" de supernovas, con el porcentaje de elementos pesados ​​que tiene la Tierra.

Respuestas (3)

Hay muchos conceptos erróneos en su pregunta.

Primero: la mayoría de las supernovas probablemente terminen como estrellas de neutrones, no como agujeros negros.

Segundo: el agujero negro más cercano no es CygnusX-1. Tal vez sea el más cercano que conocemos, pero un simple cálculo revela que es probable que el agujero negro más cercano esté dentro del 20% y la estrella de neutrones más cercana alrededor del 10%. https://astronomy.stackexchange.com/questions/16678/qué tan lejos está el remanente de estrellas compactas más cercano

Tercero: Los elementos químicos que forman el Sol y la Tierra son los productos de muchos millones de estrellas muertas. Las supernovas dispersan elementos en el medio interestelar, enriqueciéndolo gradualmente con elementos pesados. Hay procesos de mezcla que tienen lugar en escalas de tiempo de miles de millones de años que significan que este material se homogeneiza de manera efectiva y hay un pequeño gradiente de metalicidad en la Vía Láctea cerca del Sol. No podemos identificar antepasados ​​del sistema solar.

Cuarto: hay procesos de diferenciación química en el disco protoplanetario y la fase de formación de planetas que aseguran que los elementos pesados ​​estén muy sobrerrepresentados, por ejemplo, en comparación con el Sol.

El sistema solar se formó a partir de una nube interestelar con solo un 2% de elementos más pesados ​​que el helio. Todos esos elementos más pesados ​​provienen de alrededor de 10 mil millones de estrellas muertas (supernovas, novas, estrellas AGB), aunque el uranio se produce en su totalidad en alrededor de mil millones de supernovas.

Hay varios puntos principales que deberían aclarar esto:

  • Los remanentes de supernova incluyen estrellas de neutrones , y la nucleosíntesis de supernova también puede ocurrir en las supernovas que las producen. No podría decirles cuáles son los rendimientos relativos entre estos y las supernovas que producen agujeros negros. Sin embargo, la composición del progenitor depende de la masa, y esta composición puede determinar cómo procede exactamente la nucleosíntesis. En otras palabras, un 50 M la estrella podría tener un rendimiento elemental diferente al de una estrella de 30 M estrella. Si esta diferencia es sustancial o no es otra cosa. Vea también estas diapositivas .
  • Las estrellas se mueven, orbitando el centro de la galaxia. El Sol no está donde estaba cuando se formó. Mira este gif basado en datos de la ESO:

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    Gif basado en datos de la ESO, bajo licencia Creative Commons Attribution 4.0 International .

    ¡Esto muestra solo una órbita del Sol alrededor de la galaxia! Los cuerpos celestes se mueven juntos y separados durante miles de millones de años, por lo que hay muchas interacciones entre los restos de supernovas y las nubes de gas que producen estrellas.

  • La Tierra y otros planetas se formaron a partir de un disco protoplanetario, que se formó a partir de la nebulosa solar original, que a su vez se formó a partir de una nube molecular gigante, que originalmente contenía una gran cantidad de elementos pesados, probablemente de muchas supernovas. No es como si los elementos pesados ​​simplemente fueran arrojados al cosmos antes de golpear la Tierra; estaban allí al principio.

Tiene varias declaraciones erróneas o declaraciones demasiado fuertes en su pregunta.

Y, por lo general, los restos de supernovas tan masivas son agujeros negros.

Cuanta más gente analiza detenidamente el asunto, más complicados parecen ser los estados finales de las supernovas .

Y Cygnus X-1 es el agujero negro más cercano a la tierra que se encuentra a una distancia de 6.100 ± 400 años luz.

Cygnus X-1 es el agujero negro más cercano conocido en esta época . Pero algunos (muchos) agujeros negros pueden estar inactivos y es posible que nuestras encuestas no los noten, y las posiciones relativas de las estrellas cambian mucho con el tiempo (el sol ha orbitado la galaxia más de 20 veces desde su formación).

Mientras que en comparación con eso, la sección transversal de la tierra es casi insignificante ( 142334130.878 k metro 2 ) como es justo 0.00000000000000000000000003758 % de la superficie de la esfera imaginaria.

Los elementos pesados ​​no cayeron sobre una Tierra preexistente sin ellos, estaban presentes en la nebulosa a partir de la cual se formó el sistema solar y se incorporaron a la Tierra a medida que se formaba, luego se concentraron en la mayor parte de la fracción de elementos ligeros que se perdió cuando el sol primero comenzó a brillar.

Ninguno de los cuales responde la pregunta, pero explica por qué sus suposiciones iniciales no son las adecuadas para comprender el problema.

Habría jurado que había una publicación en el sitio con un diagrama de fase de metalicidad de masa complejo para los estados finales esperados (¡incluida la dispersión completa!), Pero parece que no puedo encontrarlo. ¿Alguien tiene un puntero?
Usé este diagrama de Heger et al. en una respuesta sobre Astronomy SE, y estoy razonablemente seguro de que primero fue en algún lugar de Physics SE. ¿Es como el que viste?