Det guldet på ditt ringfinger är fantastiskt – och inte bara på ett gratis sätt.

I ett fynd som kan störta vår förståelse av var jordens tunga grundämnen som guld och platina kommer ifrån, ny forskning av en fysiker vid University of Guelph tyder på att de flesta av dem sprängdes från en till stor del förbisedd typ av stjärnexplosion långt borta i tid och rum från vår planet.

Cirka 80 procent av de tunga grundämnena i universum bildades troligen i kollapsar, en sällsynt men tung grundämnesrik form av supernovaexplosion från forna tiders gravitationskollaps, massiva stjärnor som vanligtvis är 30 gånger så tunga som vår sol, sa fysikprofessor Daniel Siegel.

Detta fynd kullkastar den utbredda uppfattningen att dessa element mestadels kommer från kollisioner mellan neutronstjärnor eller mellan en neutronstjärna och ett svart hål, sa Siegel.

Hans artikel som skrivits tillsammans med Columbia University-kollegor visas idag i tidskriften Natur .

Använda superdatorer, trion simulerade dynamiken hos kollapsarer, eller gamla stjärnor vars gravitation får dem att implodera och bilda svarta hål.

Under deras modell, massiv, snabbt snurrande kollapsarer skjuter ut tunga element vars mängder och distribution är "förvånansvärt lik vad vi observerar i vårt solsystem, " sa Siegel. Han gick med i U of G den här månaden och är också utsedd till Perimeter Institute for Theoretical Physics, i Waterloo, Ont.

De flesta av de grundämnen som finns i naturen skapades i kärnreaktioner i stjärnor och drevs slutligen ut i enorma stjärnexplosioner.

Tunga grundämnen som hittats på jorden och på andra ställen i universum från explosioner för länge sedan sträcker sig från guld och platina, till uran och plutonium som används i kärnreaktorer, till mer exotiska kemiska grundämnen som neodym som finns i konsumentartiklar som elektronik.

Tills nu, forskare trodde att dessa grundämnen kokades ihop mestadels i stellar smashups som involverade neutronstjärnor eller svarta hål, som i en kollision av två neutronstjärnor observerade av jordbundna detektorer som skapade rubriker 2017.

Ironiskt, sa Siegel, hans team började arbeta för att förstå fysiken i den sammanslagningen innan deras simuleringar pekade mot kollapsarer som en födelsekammare för tunga element. "Vår forskning om sammanslagningar av neutronstjärnor har fått oss att tro att födelsen av svarta hål i en helt annan typ av stjärnexplosion kan producera ännu mer guld än sammanslagningar av neutronstjärnor."

Vad kollapsar saknar i frekvens, de kompenserar för generering av tunga element, sa Siegel. Kollapsar producerar också intensiva blixtar av gammastrålar.

"Åttio procent av dessa tunga grundämnen vi ser borde komma från kollapsarer. Kollapsarer är ganska sällsynta i förekomster av supernovor, ännu mer sällsynt än sammanslagningar av neutronstjärnor - men mängden material som de skjuter ut i rymden är mycket högre än från sammanslagningar av neutronstjärnor."

Teamet hoppas nu få se sin teoretiska modell validerad av observationer. Siegel sa att infraröda instrument som de på rymdteleskopet James Webb, planerad att lanseras 2021, borde kunna upptäcka kontrollampa strålning som pekar på tunga grundämnen från en kollapsar i en avlägsen galax.

"Det skulle vara en tydlig signatur, " han sa, och tillägger att astronomer också kan upptäcka bevis på kollapsar genom att titta på mängden och fördelningen av tunga element i andra stjärnor över vår Vintergatans galax.

Siegel sa att denna forskning kan ge ledtrådar om hur vår galax började.

"Att försöka reda ut var tunga grundämnen kommer ifrån kan hjälpa oss att förstå hur galaxen var kemiskt sammansatt och hur galaxen bildades. Detta kan faktiskt hjälpa till att lösa några stora frågor inom kosmologi eftersom tunga grundämnen är ett bra spårämne."

I år är det 150 år sedan Dmitri Mendeleev skapade det periodiska systemet för de kemiska grundämnena. Sedan dess, forskare har lagt till många fler element till det periodiska systemet, en stapelvara i naturvetenskapliga läroböcker och klassrum över hela världen.

Med hänvisning till den ryska kemisten, Siegel sa, "Vi känner till många fler element som han inte visste. Det som är fascinerande och överraskande är att, efter 150 år av att studera naturens grundläggande byggstenar, vi förstår fortfarande inte riktigt hur universum skapar en stor del av grundämnena i det periodiska systemet."