У той чи інший час усі ентузіасти науки почули сумнозвісні слова покійного Карла Сагана: "Ми робимо зірок." Але що це означає саме? Як колосальні кульки плазми, жадібно спалюючи своє ядерне паливо у далекому часі та просторі, можуть відігравати якусь роль у нересту величезної складності нашого земного світу? Як це так, що «азот в нашій ДНК, кальцій в наших зубах, залізо в нашій крові, вуглець в наших яблучних пирогах» могли бути вироблені настільки непомітно глибоко в серцях цих масивних зоряних гігантів?
Не дивно, що історія є і вишуканою, і глибоко вражаючою.
Усі зірки походять із покірних початків: а саме - гігантська, обертається купка газу та пилу. Гравітація приводить хмару до конденсації, коли вона крутиться, перетворюючись на все більш щільно упаковану сферу матеріалу. Врешті-решт зірка стає такою щільною і гарячою, що молекули водню в її серцевині стикаються і зливаються в нові молекули гелію. Ці ядерні реакції виділяють потужні сплески енергії у вигляді світла. Газ яскраво світить; народжується зірка.
Кінцева доля нашої маленької зірки залежить від її маси. Менші, легкі зірки горять, хоча водень у своєму ядрі повільніше, ніж важкі зорі, сяє дещо тьмяніше, але живе набагато довше життя. Однак з часом падіння рівня водню в центрі зірки викликає менше реакцій синтезу водню; менша кількість реакцій синтезу водню означає менше енергії, а отже, менший зовнішній тиск.
У певний момент зірка вже не може підтримувати напругу, яке її серцевина підтримувала проти маси своїх зовнішніх шарів. Гравітація підказує масштаб, і зовнішні шари починають опускатися всередину до серцевини. Але їх колапс нагріває речі, збільшуючи основний тиск і знову повертаючи процес. Нова оболонка, що спалює водень, створюється безпосередньо за межами серцевини, відновлюючи буфер проти гравітації поверхневих шарів зірки.
Поки ядро продовжує проводити реакції синтезу гелію з низькою енергією, сила нової оболонки горіння водню тисне на зовнішність зірки, внаслідок чого зовнішні шари набухають все більше і більше. Зірка розширюється і охолоджується в червоного гіганта. Його зовнішні шари взагалі уникнуть тяжіння сили тяжіння, відпливаючи в космос і залишаючи після себе маленьке мертве ядро - білого карлика.
Важкі зірки також періодично перестають збиватися в боротьбі між тиском і гравітацією, створюючи нові оболонки атомів, які плавляться в процесі; однак, на відміну від менших зірок, їх надлишкова маса дозволяє продовжувати формувати ці шари. В результаті виходить серія концентричних сфер, кожна оболонка яких містить важчі елементи, ніж та, що її оточує. Водень в ядрі створює гелій. Атоми гелію зливаються разом, утворюючи вуглець. Вуглець поєднується з гелієм, щоб створити кисень, який зливається в неон, потім магній, потім кремній ... весь шлях через періодичну таблицю до заліза, де закінчується ланцюг. Такі масивні зірки діють як піч, керуючи цими реакціями за допомогою чистої доступної енергії.
Але ця енергія є кінцевим ресурсом. Як тільки ядро зірки стає суцільним кулькою заліза, воно більше не може плавити елементи для створення енергії. Як і у випадку з меншими зірками, менша кількість енергетичних реакцій в ядрі важких ваг означає менший зовнішній тиск проти сили тяжіння. Потім зовнішні шари зірки почнуть руйнуватися, прискорюючи темпи синтезу важких елементів і надалі зменшуючи кількість енергії, доступної для утримання цих зовнішніх шарів. Щільність в ядрі, що скорочується, зростає експоненціально, настільки сильно заклинюючи протони та електрони, що стає абсолютно новою сутністю: нейтронною зіркою.
На даний момент ядро не може отримати щільніше. Масивні зовнішні оболонки зірки - все ще опускаючись всередину і все ще заповнені мінливими елементами - більше не мають куди діватися. Вони забиваються в ядро, як швидкісна нафтова установка, що врізається в цегляну стіну, і вибухає жахливим вибухом: надновою. Надзвичайні енергії, що утворюються під час цього вибуху, нарешті дозволяють сплавити елементи, навіть важчі, ніж залізо, від кобальту аж до урану.
Енергетична ударна хвиля, що виробляється надновою, рухається в космос, виділяючи важкі елементи на своєму шляху. Ці атоми згодом можуть бути включені в планетарні системи, як наша власна. Враховуючи правильні умови - наприклад, належну стійку зірку та положення в межах її житлової зони - ці елементи забезпечують складові для складного життя.
Сьогодні наше повсякденне життя стає можливим саме цими атомами, підробленими давно в життя та смерть масивних зірок. Наша здатність взагалі будь-що робити - прокидатися з глибокого сну, насолоджуватися смачною їжею, керувати машиною, писати речення, додавати і віднімати, вирішувати проблему, дзвонити другу, сміятися, плакати, співати, танцювати, бігати, стрибати і грати - в основному керується поведінкою крихітних ланцюгів водню в поєднанні з важчими елементами, такими як вуглець, азот, кисень і фосфор.
Інші важкі елементи присутні в меншій кількості в організмі, але, тим не менш, такі ж життєво важливі для правильної роботи. Наприклад, кальцій, фтор, магній та кремній працюють разом із фосфором для зміцнення та росту наших кісток та зубів; іонізований натрій, калій та хлор відіграють життєво важливу роль у підтримці рідинного балансу та електричної активності організму; а залізо містить ключову частину гемоглобіну, білка, який оснащує наші еритроцити здатністю доставляти кисень, який ми вдихаємо до іншої частини нашого тіла.
Отже, наступного разу, коли у вас буде поганий день, спробуйте це: закрийте очі, зробіть глибокий вдих і спогляньте ланцюжок подій, що з’єднує ваше тіло і розум з місцем, яке знаходиться в мільярдах світлових років, глибоко в далеких районах простір і час. Нагадаємо, що масивні зірки, у багато разів більші за наше Сонце, витратили мільйони років, перетворюючи енергію на матерію, створюючи атоми, що складають кожну частину вас, Землю та всіх, кого ви коли-небудь знали і любили.
Ми, люди, такі маленькі; і все-таки делікатний танець молекул, виготовлений із цього зіркового матеріалу, породжує біологію, яка дозволяє нам обдумувати наш ширший Всесвіт і як ми взагалі існували. Карл Саган сам це пояснив найкраще: «Деяка частина нашого істоти знає, що саме звідки ми походили. Ми прагнемо повернутися; і ми можемо, тому що космос також знаходиться всередині нас. Ми зробили зірок. Ми - спосіб космосу пізнати себе ».
