Adesea, elevii din clasele mele de astronomie din educația comunitară sunt întrebați dacă s-au găsit elemente noi în spațiul exterior necunoscut pe Pământ. Răspunsul la întrebare este nu - natura folosește aceleași 98 de elemente naturale pentru a modela totul, de la stelele și planetele familiare până la cele din cele mai îndepărtate galaxii pe care le putem vedea. În afara unui compus sau mineral ocazional, Pământul este locul în care veți găsi mai multe elemente exotice decât oriunde altundeva în univers.
Un element este o substanță pură dintr-un singur tip de atom. Ceea ce diferențiază un element de altul este numărul protonilor din nucleii atomilor săi. Orice atom cu șase protoni va fi întotdeauna carbon, 79 protoni aur, 94 protoni plutoniu și 1 proton hidrogen. Numărul protonului este și elementulnumar atomicpetabel periodic al elementelor. Elementele din tabel sunt dispuse în funcție de numărul lor atomic.
Cele mai comune două elemente sunt hidrogenul și heliul, numerele 1 și 2 din tabelul periodic; împreună constituie 98% din toată materia vizibilă din univers. Restul de 2% include orice altceva, de la ușoarelitiu (numărul 3) până lacalifornium (98), cel mai greu element natural găsit pe Pământ și în stele. Californium este instabil și se „descompune” în elemente mai simple. Deși oamenii de știință îl fac în laborator prin bombardareberkelium (97) cu neutroni, cantitățile de urme ale acestui element foarte rar se găsesc în mod natural în depozitele bogate de uraniu.
Când am fost la liceu studiind chimie, tabelul periodic al elementelor s-a încheiat la Lawrencium (103). În prezent există 118 elemente, cel mai recent creat în laborator fiindununoctiu (Te-nah-NOC-tee-um). De fapt, toate elementele dincolo de 98 sunt artificiale, aduse la viață în reactoarele nucleare sau în experimentele cu accelerator de particule. Trăiesc vieți foarte scurte. Cu atât de mulți protoni încărcați pozitiv care se împing unul împotriva celuilalt în nucleele lor, aceste elemente se despart repede în cele mai simple într-un proces numitdegradare radioactivă.
În vremea Big Bang-ului, când universul a început să existe, doar cele mai simple elemente - hidrogen, heliu și urme de litiu - au fost gătite. Nu puteți construi o planetă din astfel de lucruri pufoase. A fost nevoie de prima generație de stele, care s-au format din aceste blocuri de bază, pentru a sintetiza elemente mai complicate precum carbonul, oxigenul, sulful și altele asemenea prin fuziunea nucleară în miezurile lor.
Când stelele au explodat ca supernove, nu numai că aceste elemente noi au fost aruncate în spațiu, dar căldura enormă și presiunea din timpul exploziei au construit elemente și mai grele precum aurul, cuprul, mercurul și plumbul. Toate au devenit încorporate într-o a doua generație de stele. Și o treime.
2% din elementele fabricate de stele, care includ carbon, oxigen, azot și siliciu, printre altele, au mers să construiască planetele și ulterior au devenit esențiale pentru viață. Noi suntem făcuți dintr-un material extrem de prelucrat, voi și eu. Atomii ființelor noastre au fost în și în afara miezurilor mai multor generații de stele. Gândiți-vă la acest lucru bun și greu și s-ar putea să luați legătura cu propria „stea interioară”.
Să refirmăm întrebarea despre materialele exotice din spațiul care nu sunt prezente pe Pământ. În loc de elemente, dacă ne uităm la compuși, lovim paydirt. Un compus este de asemenea o substanță pură, dar constă din două sau mai multe elemente chimice unite între ele. Compușii cunoscuți includ apa (doi hidrogeni uniți cu un oxigen) și sarea (unul de sodiu și un clor).
Astronomii au aflat despre220 de compuși sau molecule în spațiul exterior mulți dintre ei cu frați pe Pământ, dar unii extratereștri. Nu trebuie să ne uităm departe pentru a le găsi, deoarece câteva au fost livrate chiar la poarta noastră, ca pachete stâncoase numite meteoriți. Iată o listă scurtă deminerale noi cea care s-a format în interiorul asteroizilor (de unde apar meteorii) în condiții foarte diferite de cele găsite pe Pământ:
* Barringerite - un compus metalic format din fier, nichel și fosfor
* Oldhamite - mineral brun format din calciu, magneziu și sulf
* Kosmochlor - mineral verde care conține calciu, crom, siliciu și oxigen
Ce zici de lucruri noi de pe planete și comete? Astronomii au descoperit compuși în atmosfera gigantelor planete Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun casilan (Siliciu-hidrogen),arsina (arsenic-hidrogen) șifosfină (fosfor-hidrogen) care nu există în mod natural pe Pământ. Oamenii au creat toate cele trei în laborator și le-au folosit bine în diverse industrii, inclusiv fabricarea de semi-conductoare.
Și atunci existăBrownleeite, o silicură de mangan găsită în 2003 într-o particulă de praf vărsată de cometa 26P / Grigg-Skjellerup. Trecând dincolo de sistemul solar, astronomii văd molecule neobișnuite de carbon cu lanț lung în spațiu care nu s-ar putea forma pe Pământ, deoarece oxigenul i-ar rupe. Spațiul este un refugiu sigur.
Deci, Pământul este locația din Univers în care veți găsi mai multe elemente exotice decât oriunde altundeva. Datorită activității umane și a moleculelor complicate care se împletesc pentru a forma viață, Pământul este cel mai exotic loc din univers.
