Topluluk eğitimi astronomi derslerimdeki öğrenciler tarafından sık sık Dünya'da bilinmeyen uzayda herhangi bir yeni element bulunup bulunmadığı sorulur. Sorunun cevabı hayır - doğa, tanıdık yıldızlardan ve gezegenlerden görebildiğimiz en uzak galaksilerdekilere kadar her şeyi biçimlendirmek için aynı 98 doğal elementi kullanır. Ara sıra meydana gelen bir bileşik veya mineral dışında, Dünya, evrendeki herhangi bir yerden daha egzotik elementler bulacağınız yerdir.
Bir element, sadece bir tür atomdan oluşan saf bir maddedir. Bir elementi diğerinden ayıran şey, atomlarının çekirdeğindeki proton sayısıdır. Altı protonlu herhangi bir atom her zaman karbon, 79 proton altın, 94 proton plütonyum ve 1 proton hidrojen olacaktır. Proton numarası aynı zamanda elementinatomik numaraüzerinde elementlerin periyodik tablosu . Tablodaki elementler atom numaralarına göre sıralanmıştır.
Atomlar protonlardan, nötronlardan ve yörüngedeki elektronlardan oluşur. Atomun çekirdeğindeki proton sayısı onu diğerlerinden farklı kılar. En basit element olan hidrojende bir tane bulunur; karbonun altı vardır.
En yaygın iki element, periyodik tablodaki 1 ve 2 numaralı hidrojen ve helyumdur; birlikte evrendeki tüm görünür maddenin %98'ini oluştururlar. Kalan %2, hafiften diğer her şeyi içerir lityum (3 numara) sonuna kadar kaliforniyum (98), Dünya'da ve yıldızlarda bulunan en ağır doğal element. Kaliforniyum kararsızdır ve daha basit elementlere 'çürür'. Bilim adamları bunu laboratuvarda bombalayarak yapsalar da berkelyum (97) nötronlarla birlikte, bu çok nadir elementin eser miktarları, zengin uranyum yataklarında doğal olarak bulunur.
Lisede kimya okurken, elementlerin periyodik tablosu Lawrencium'da (103) sona erdi. Şu anda 118 element var, en son laboratuvarda oluşturulan bir gece (sen-nah-NOC-tee-um). Aslında 98'in ötesindeki tüm elementler yapaydır, nükleer reaktörlerde veya parçacık hızlandırıcı deneylerinde hayata geçirilmiştir. Çok kısa hayatlar yaşıyorlar. Çekirdeklerinde birbirini iten çok sayıda pozitif yüklü protonla, bu elementler, adı verilen bir süreçte hızla daha basit olanlara ayrışır. radyoaktif bozunma .
Sanatçının Evrendeki ilk yıldızlar konsepti, Big Bang'den yaklaşık 200 milyon yıl sonra ortaya çıkıyor. Bu ilk güneşler neredeyse saf hidrojen ve helyumdan yapılmıştır. Onlar ve sonraki nesiller, daha sonra güneşe ve bize katılan daha ağır elementleri pişirdiler. Kredi: NASA/WMAP Bilim Ekibi
Big Bang zamanında, evren ortaya çıktığında, yalnızca en basit elementler - hidrojen, helyum ve eser miktarda lityum - pişiriliyordu. Böyle kabarık şeylerden bir gezegen inşa edemezsiniz. Çekirdeklerinde nükleer füzyon yoluyla karbon, oksijen, kükürt ve benzerleri gibi daha karmaşık elementleri sentezlemek için bu temel yapı taşlarından oluşan ilk nesil yıldızları aldı.
Yıldızlar süpernova olarak patladığında, sadece bu yepyeni elementler uzaya fırlatılmadı, aynı zamanda patlama sırasındaki muazzam ısı ve basınç, altın, bakır, cıva ve kurşun gibi daha ağır elementleri de inşa etti. Hepsi ikinci nesil yıldızlara dahil oldu. Ve üçüncüsü.
Diğerleri arasında karbon, oksijen, nitrojen ve silikonu içeren yıldız yapımı elementlerin %2'si gezegenleri inşa etmeye gitti ve daha sonra yaşam için gerekli hale geldi. Siz ve ben son derece işlenmiş malzemeden yapılmışız. Varlıklarımızın atomları, birkaç nesil yıldızın çekirdeğinin içinde ve dışında olmuştur. Bunu iyi ve zor bir şekilde düşünün ve kendi “iç yıldızınızla” temasa geçebilirsiniz.
Ortak sofra tuzu, sıkı oturan sodyum ve klor atomlarından oluşur. Her elementin kendi karakteri vardır - biri yanıcı bir metal (sodyum), diğeri ise tehlikeli bir gazdır. Onları bir araya getirin ve güvenli, lezzetli bir baharat ortaya çıkar. Kredi: Vikipedi
Uzayda Dünya'da bulunmayan egzotik malzemelerle ilgili soruyu yeniden ele alalım. Elementler yerine bileşiklere bakarsak paydirt'e basarız. Bir bileşik aynı zamanda saf bir maddedir, ancak birbirine bağlanmış iki veya daha fazla kimyasal elementten oluşur. Tanıdık bileşikler arasında su (bir oksijene bağlanmış iki hidrojen) ve tuz (bir sodyum ve bir klor) bulunur.
Herschel Uzay Teleskobu tarafından tespit edilen Orion Bulutsusu'nda bulunan su da dahil olmak üzere bir dizi molekül (kimyasal bileşikler). Kredi: ESA, HEXOS ve HIFI Konsorsiyumu E. Bergin
Gökbilimciler hakkında buldukları 220 bileşik ya da uzaydaki moleküller, birçoğunun kardeşleri Dünya'da ama bazıları uzaylı. Onları bulmak için fazla uzağa bakmamıza gerek yok, çünkü birkaç tanesi göktaşı adı verilen kayalık paketler olarak kapımıza kadar teslim edildi. İşte kısa bir liste yeni mineraller Asteroitlerde (göktaşlarının ortaya çıktığı yerde) Dünya'da bulunanlardan çok farklı koşullar altında oluşanlar:
* Barringerit - demir, nikel ve fosfordan oluşan metalik bir bileşik
* Oldhamit – kalsiyum, magnezyum ve kükürtten oluşan kahverengi mineral
* kozmoklor – kalsiyum, krom, silikon ve oksijen içeren yeşil mineral
Gezegenler ve kuyruklu yıldızlarla ilgili yeni şeylere ne dersiniz? Gökbilimciler Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün gibi dev gezegenlerin atmosferlerinde bileşikler keşfettiler. silan (silikon-hidrojen), arsin (arsenik-hidrojen) ve fosfin (fosfor-hidrojen) Dünya'da doğal olarak mevcut değildir. İnsanlar üçünü de laboratuvarda yarattı ve bunları yarı iletken üretimi de dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde iyi bir şekilde kullandı.
Balonlarımızda uçuşan gaz olan helyum, güneş tayfında ilk kez 1868'de Fransız gökbilimci Pierre Janssen tarafından bir güneş tutulması sırasında keşfedildi. Bilim adamları nihayet 1895'te Dünya'da buldular. Helyum hikayesini öğrenmek için tıklayın. Kredi bilgileri: Bob King
Ve sonra var kahverengi , 2003 yılında kuyruklu yıldız 26P/Grigg-Skjellerup tarafından saçılan bir toz partikülünde bulunan bir manganez silisit. Güneş sisteminin ötesine geçen gökbilimciler, uzayda oksijen onları parçalayacağı için Dünya'da oluşamayan, olağandışı uzun zincirli karbon molekülleri görüyorlar. Uzay onların sığınağıdır.
Yani Dünya, Evrende başka herhangi bir yerden daha egzotik unsurlar bulacağınız yerdir. İnsan faaliyetleri ve yaşamı oluşturmak için bir araya gelen karmaşık moleküller sayesinde Dünya, evrendeki en egzotik yer.