Студенти на моїх заняттях з астрономії з питань спільноти мене часто запитують, чи були знайдені нові елементи у космосі, невідомому на Землі. Відповідь на питання - ні - природа використовує ті самі 98 природних елементів, щоб модифікувати все, від знайомих зірок і планет до тих, хто знаходиться у найдальших галактиках. За межами випадкових сполук або мінералів, Земля - це місце, де ви знайдете більше екзотичних елементів, ніж де-небудь ще у Всесвіті.
Елемент - це чиста речовина, що складається лише з одного типу атома. Що відрізняє один елемент від іншого - кількість протонів у ядрах його атомів. Будь-який атом із шістьма протонами завжди буде вуглецем, 79 протонів золотом, 94 протонами плутонію та 1 протоном водню. Номер протона також є елементом елементаатомне числонаперіодична таблиця елементів. Елементи таблиці розташовані відповідно до їх атомного числа.
Два найпоширеніші елементи - водень та гелій, числа 1 та 2 у періодичній таблиці; разом вони становлять 98% усієї видимої речовини у Всесвіті. Решта 2% включають все інше від легкої вагилітій (число 3) аж доКаліфорній (98), найважчий природний елемент, знайдений на Землі та у зірках. Каліфорній нестабільний і «розпадається» на простіші елементи. Хоча вчені роблять це в лабораторії бомбардуваннямберкелій (97) з нейтронами мікроелементи цього дуже рідкісного елемента знаходяться природним чином у багатих покладах урану.
Коли я в середній школі вивчав хімію, періодична таблиця елементів закінчувалася в Лоуренціумі (103). В даний час існує 118 елементів, останній створений в лабораторіїуноноктий (ти-на-NOC-tee-um). Фактично, що всі елементи, що перевищують 98 років, є штучними, реалізованими в ядерних реакторах або експериментах на прискорювачі частинок. Вони живуть дуже коротким життям. Коли стільки позитивно заряджених протонів штовхаються один на одного у своїх ядрах, ці елементи швидко розпадаються на простіші в процесі, який називаєтьсярадіоактивний розпад.
Ще в часи Великого вибуху, коли Всесвіт виникла, існували лише найпростіші елементи - водень, гелій та літій. Ви не можете побудувати планету з таких пухнастих речей. Першому поколінню зірок, що утворилися з цих основних будівельних блоків, було потрібно синтезувати більш складні елементи, такі як вуглець, кисень, сірку тощо, за допомогою ядерного синтезу в своїх ядрах.
Коли зірки вибухали як сверхнові, не тільки ці абсолютно нові елементи підірвались у космос, але величезне тепло і тиск під час вибуху побудували ще важчі елементи, такі як золото, мідь, ртуть та свинець. Усі вони увійшли в друге покоління зірок. І третя.
2% елементів зірки, серед яких вуглець, кисень, азот та кремній, серед інших, пішли на створення планет, а згодом стали життєво важливими для життя. Ми створені з високо обробленого матеріалу, який ви і я. Атоми наших істот були в ядрах і поза ядрами кількох поколінь зірок. Подумайте про це добре і важко, і ви можете просто зв’язатися зі своєю власною «внутрішньою зіркою».
Давайте переосмислимо питання про екзотичні матеріали у космосі, яких немає на Землі. Замість елементів, якщо ми подивимось на сполуки, ми потрапимо на користь. З'єднання також є чистою речовиною, але складається з двох або більше хімічних елементів, з'єднаних між собою. Знайомі сполуки включають воду (два водневі речовини, приєднані до одного кисню) та сіль (один натрій та один хлор).
Астрономи виявили о220 сполук або молекули в космічному просторі, багато з них із побратимами на Землі, але деякі інопланетяни. Нам не потрібно шукати далеко, щоб їх знайти, оскільки декілька були доставлені прямо до нашого порогу, як скелясті пакети, звані метеорити. Ось короткий списокнові корисні копалини які утворюються в межах астероїдів (звідки беруться метеорити) в умовах, відмінних від тих, що знайдені на Землі:
* Баррінгеріт - металеве з'єднання, виготовлене із заліза, нікелю та фосфору
* Олдгаміт - коричневий мінерал з кальцію, магнію та сірки
* Космохлор - зелений мінерал, що містить кальцій, хром, кремній та кисень
Як щодо нових речей на планетах і кометах? Астрономи виявили сполуки в атмосферах планет-гігантів Юпітера, Сатурна, Урана та Нептунасилан (кремній-водень),арсин (миш'як-водень) тафосфіну (фосфор-водень), які природним чином не існують на Землі. Люди створили всіх трьох в лабораторії та застосували їх для хорошого використання в різних галузях, включаючи виробництво напівпровідників.
А потім єБраунлейт, силіцид марганцю, знайдений у 2003 році в пиловій частинці комети 26P / Grigg-Skjellerup. Виходячи за межі Сонячної системи, астрономи бачать у просторі незвичайні молекули вуглецю з довгими ланцюгами, які не могли сформуватися на Землі, оскільки кисень розірвав їх. Космос є їх надійним притулком.
Отже, Земля - це місце у Всесвіті, де ви знайдете більше екзотичних елементів, ніж де-небудь ще. Завдяки людській діяльності та складним молекулам, що утворюються разом, утворюючи життя, Земля - найекзотичніше місце у Всесвіті.
