Studenti na predavanjima astronomije u zajednici često me pitaju jesu li pronađeni novi elementi u svemiru nepoznatom na Zemlji. Odgovor na pitanje je ne - priroda koristi istih 98 prirodnih elemenata da bi moderirala sve, od poznatih zvijezda i planeta do onih u najudaljenijim galaksijama koje možemo vidjeti. Izvan povremenog spoja ili minerala, Zemlja je mjesto na kojem ćete naći više egzotičnih elemenata nego bilo gdje drugdje u svemiru.
Element je čista tvar načinjena od samo jedne vrste atoma. Ono što jedan element izdvaja od drugog je broj protona u jezgrama njegovih atoma. Bilo koji atom sa šest protona uvijek će biti ugljik, 79 protona zlata, 94 protona plutonija i 1 protonski vodik. Broj protona je takođe element elementaatomski brojnaperiodična tablica elemenata, Elementi u tablici raspoređeni su prema njihovom atomskom broju.
Dva najčešća elementa su vodik i helij, brojevi 1 i 2 u periodičnoj tablici; zajedno čine 98% sve vidljive materije u svemiru. Preostalih 2% uključuje sve ostalo od lagane težinelitij (broj 3) sve dovještački radioaktivni elemenat (98), najteži prirodni element pronađen na Zemlji i u zvijezdama. Kalifornija je nestabilna i "raspada se" u jednostavnije elemente. Iako znanstvenici to čine u laboratoriju bombardiranjemberkelija (97) s neutronima, tragovi ovog vrlo rijetkog elementa nalaze se prirodno u naslagama bogatih urana.
Kad sam u srednjoj školi studirao kemiju, periodična tablica elemenata završila je na Lawrencijumu (103). Trenutno postoji 118 elemenata, od kojih je najnoviji kreiran u laboratorijuununoktij (Vi-nah-NOC-t-um). U stvari, svi elementi iznad 98 su umjetni, oživljeni u nuklearnim reaktorima ili u eksperimentima s akceleratorima čestica. Žive vrlo kratkim životima. Sa toliko pozitivno nabijenih protona koji se međusobno guraju u svoje jezgre, ovi se elementi brzo raspadaju na jednostavnije u procesu nazvanomradioaktivno propadanje.
U vrijeme Velikog praska, kada je svemir nastao, kuhali su se samo najjednostavniji elementi - vodik, helij i litij u tragovima. Ne možete stvoriti planet od tako lepršavih stvari. Prva generacija zvijezda, koja je nastala iz ovih osnovnih građevnih blokova, trebala je da sintetizira složenije elemente poput ugljika, kisika, sumpora i slično putem nuklearne fuzije u svojim jezgrama.
Kad su zvijezde eksplodirale kao supernove, ne samo da su ovi potpuno novi elementi provalili u svemir, već su ogromna toplina i pritisak tijekom eksplozije izgradili i teže elemente poput zlata, bakra, žive i olova. Sve se uklopilo u drugu generaciju zvijezda. I trećina.
2% elemenata stvorenih u zvijezdama, koji između ostalog uključuju ugljik, kisik, dušik i silicij, krenuli su u izgradnju planeta, a kasnije su postali nužni za život. Napravljeni smo od visoko obrađenog materijala ti i ja. Atomi naših bića bili su u i izvan jezgara nekoliko generacija zvijezda. Razmislite o ovome dobro i teško i možda ćete jednostavno stupiti u kontakt sa svojom "unutarnjom zvijezdom".
Popravimo pitanje o egzotičnim materijalima u svemiru koji nisu prisutni na Zemlji. Umjesto elemenata, ako pogledamo spojeve, pogodimo plaću. Spoj je također čista tvar, ali sastoji se od dva ili više kemijskih elemenata spojenih zajedno. Poznati spojevi uključuju vodu (dva vodika spojena s jednim kisikom) i sol (jedan natrij i jedan klor).
Astronomi su otkrili oko220 spojeva ili molekula u svemiru od kojih su mnogi sa sestrom na Zemlji, ali neki izvanzemaljci. Ne trebamo ih tražiti daleko jer su ih nekoliko dopremili do kućnog praga u obliku kamenih paketa zvanih meteoriti. Evo kratkog popisanovi minerali koji su nastali unutar asteroida (odakle potječu meteoriti) pod uvjetima koji su vrlo različiti od onih na Zemlji:
* Barringerite - metalni spoj izrađen od željeza, nikla i fosfora
* Oldhamite - smeđi mineral izrađen od kalcija, magnezija i sumpora
* Kosmochlor - zeleni mineral koji sadrži kalcij, krom, silicij i kisik
Što je s novim stvarima na planetama i kometama? Astronomi otkrili su spojeve u atmosferi džinovskih planeta Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna poputsilan (Silicij-vodik),arsine (arsen-vodik) ifosfina (fosfor-vodik) koji ne postoje prirodno na Zemlji. Ljudi su stvorili sva tri u laboratoriju i dobro ih iskoristili u raznim industrijama, uključujući proizvodnju poluprovodnika.
A onda je tuBrownleeite, silikon mangana koji je pronađen 2003. godine u česticama prašine kometom 26P / Grigg-Skjellerup. Prelazeći dalje od Sunčevog sustava, astronomi vide neobične molekule ugljika s dugim lancima u svemiru koji se na Zemlji nisu mogli formirati jer bi ih kisik rastjerao. Prostor je njihovo sigurno utočište.
Dakle, Zemlja je svemir u Svemiru na kojem ćete naći više egzotičnih elemenata nego bilo gdje drugdje. Zahvaljujući ljudskoj aktivnosti i kompliciranim molekulama koje se zajedno sklapaju u život, Zemlja je najegzotičnije mjesto u svemiru.
