Študenti v učnih razredih astronomije v skupnosti me pogosto vprašajo, ali so bili v vesolju neznani kakšni novi elementi. Odgovor na vprašanje je ne - narava uporablja istih 98 naravnih elementov za modno oblikovanje vsega od znanih zvezd in planetov do tistih v najbolj oddaljenih galaksijah, ki jih lahko vidimo. Zunaj občasne spojine ali minerala je Zemlja kraj, kjer boste našli bolj eksotične elemente kot kjer koli drugje v vesolju.
Element je čista snov, sestavljena iz samo ene vrste atoma. Kar loči enega elementa od drugega, je število protonov v jedrih njegovih atomov. Vsak atom s šestimi protoni bo vedno ogljik, 79 protonov zlata, 94 protonov plutonija in 1 protonski vodik. Število protonov je tudi element elementaatomsko številonaperiodična tabela elementov. Elementi v tabeli so razporejeni glede na njihovo atomsko številko.
Dva najpogostejša elementa sta vodik in helij, številki 1 in 2 v periodični tabeli; skupaj predstavljajo 98% vse vidne snovi v vesolju. Preostalih 2% vključuje vse drugo od lahkihlitij (številka 3) vse dokalifornijski (98), najtežji naravni element, ki ga najdemo na Zemlji in v zvezdah. Kalifornij je nestabilen in "razpada" v enostavnejše elemente. Čeprav ga znanstveniki v bombnem napadu naredijo v laboratorijuberkelij (97) z nevtroni najdemo količino tega zelo redkega elementa v sledovih naravno v bogatih nahajališčih urana.
Ko sem v srednji šoli študiral kemijo, se je periodična tabela elementov končala pri Lawrenciju (103). Trenutno obstaja 118 elementov, zadnji, ki je nastal v laboratorijuununoctium (ti-nah-NOC-tee-hm). V bistvu so vsi elementi izven 98 umetni, oživljeni v jedrskih reaktorjih ali poskusih pospeševalcev delcev. Živita zelo kratko življenje. S toliko pozitivno nabitimi protoni, ki se v svojih jedrih potiskajo drug proti drugemu, se ti elementi hitro razbijejo na enostavnejše v procesu, imenovanemradioaktivno razpadanje.
V času velikega poka, ko je vesolje začelo obstajati, so se skuhali le najpreprostejši elementi - vodik, helij in litij v sledovih. Iz takšnih puhastih stvari ne morete zgraditi planeta. Prva generacija zvezd, ki so nastale iz teh osnovnih gradnikov, je zahtevala sintetiziranje bolj zapletenih elementov, kot so ogljik, kisik, žveplo in podobno, z jedrsko fuzijo v njihovih jedrih.
Ko so zvezde eksplodirale kot supernove, niso bili v vesolje razneseni samo novi elementi, ampak je ogromna toplota in pritisk med eksplozijo zgradila še težje elemente, kot so zlato, baker, živo srebro in svinec. Vsi so se vključili v drugo generacijo zvezd. In tretjina.
2% elementov iz zvezd, ki med drugim vključujejo ogljik, kisik, dušik in silicij, je šlo za gradnjo planetov in kasneje postalo bistveno za življenje. Izdelani smo iz zelo predelanega materiala, ti in jaz. Atomi naših bitij so bili v in zunaj jeder več generacij zvezd. Pomislite na to dobro in težko in morda boste preprosto stopili v stik s svojo "notranjo zvezdo".
Ponovno postavimo vprašanje o eksotičnih materialih v vesolju, ki jih na Zemlji ni. Namesto elementov, če pogledamo spojine, zadenemo plačilo. Spojina je tudi čista snov, vendar je sestavljena iz dveh ali več kemičnih elementov, povezanih skupaj. Znane spojine vključujejo vodo (dva vodika, združena z enim kisikom) in sol (en natrij in en klor).
Astronomi so odkrili približno220 spojin ali molekule v vesolju, mnoge od njih so bratje in sestre na Zemlji, nekaj tujcev. Ni nam treba iskati daleč, saj jih je bilo nekaj dostavljenih prav do našega praga kot kamniti paketi, imenovani meteoriti. Tu je kratek seznamnovih mineralov ki so nastali znotraj asteroidov (od kod izvirajo meteoriti) pod pogoji, ki so zelo različni od tistih, ki jih najdemo na Zemlji:
* Barringerit - kovinska spojina iz železa, niklja in fosforja
* Oldhamite - rjavi mineral iz kalcija, magnezija in žvepla
* Kosmochlor - zeleni mineral, ki vsebuje kalcij, krom, silicij in kisik
Kaj pa nove stvari o planetih in kometih? Astronomi so odkrili spojine v atmosferi velikanskih planetov Jupiter, Saturn, Uran in Neptunsilan (silicij-vodik),arzin (arzen-vodik) infosfina (fosfor-vodik), ki na Zemlji ne obstajajo naravno. Ljudje so ustvarili vse tri v laboratoriju in jih dobro izkoristili v različnih panogah, vključno s proizvodnjo polprevodnikov.
In potem je tuBrownleeite, manganov silicid, ki so ga leta 2003 našli v prahu, ki ga je zapustil komet 26P / Grigg-Skjellerup. Ko presegajo osončje, astronomi vidijo nenavadne molekule ogljika z dolgo verigo v vesolju, ki se na Zemlji ne bi mogli oblikovati, ker bi jih kisik raztrgal. Prostor je njihovo varno zatočišče.
Torej, Zemlja je lokacija v Vesolju, kjer boste našli bolj eksotične elemente kot kjer koli drugje. Zahvaljujoč človeški dejavnosti in zapletenim molekulam, ki se zvijajo skupaj, da tvorijo življenje, je Zemlja najbolj eksotično mesto v vesolju.
