Manas kopienas izglītības astronomijas klases studenti man bieži jautā, vai kosmosā uz Zemes nav atrasti kādi jauni elementi. Atbilde uz jautājumu ir nē - daba izmanto tos pašus 98 dabas elementus, lai modificētu visu, sākot no pazīstamām zvaigznēm un planētām līdz pat vistālākajām galaktikām, kuras mēs varam redzēt. Ārpus gadījuma savienojuma vai minerāla Zeme ir vieta, kur atradīsit eksotiskākus elementus nekā jebkur citur Visumā.
Elements ir tīra viela, kas izgatavota tikai no viena veida atomiem. Tas, kas atšķir vienu elementu no otra, ir protonu skaits tā atomu kodolos. Jebkurš atoms ar sešiem protoniem vienmēr būs oglekļa, 79 protonu zelta, 94 protonu plutonija un 1 protona ūdeņraža atoms. Protona numurs ir arī elementsatomu skaitlisuzperiodiskā elementu tabula. Elementi tabulā ir sakārtoti pēc to atomu skaita.
Divi visbiežāk sastopamie elementi ir ūdeņradis un hēlijs, skaitļi 1 un 2 periodiskajā tabulā; kopā tie veido 98% no visām redzamajām matērijām Visumā. Atlikušajos 2% ietilpst viss pārējais, sākot no vieglajiemlitijs (skaits 3) līdzkalifornijs (98), smagākais dabas elements, kas atrodams uz Zemes un zvaigznēs. Kalifornijs ir nestabils un “sadalās” vienkāršākos elementos. Lai gan zinātnieki to padara laboratorijā, bombardējotberkelium (97) ar neitroniem šī ļoti retā elementa daudzumi dabiski atrodami bagātīgās urāna atradnēs.
Kad es mācījos vidusskolā, mācoties ķīmiju, periodisko elementu tabula beidzās Lawrencium (103). Pašlaik ir 118 elementi, no kuriem jaunākais ir izveidots laboratorijāununoctium (tu-ne-NOC-tee-um). Faktiski visi elementi, kas pārsniedz 98, ir mākslīgi, atdzīvināti kodolreaktoros vai daļiņu paātrinātāja eksperimentos. Viņi dzīvo ļoti īsu mūžu. Tā kā tik daudz pozitīvi uzlādētu protonu, kas atrodas kodolos, spiež viens pret otru, šie elementi ātri sašķeļ vienkāršākos.radioaktīvā sabrukšana.
Lielā sprādziena laikā, kad Visums sāka pastāvēt, tika pagatavoti tikai vienkāršākie elementi - ūdeņradis, hēlijs un neliels daudzums litija. Jūs nevarat izveidot planētu no šādiem pūkainiem materiāliem. Pirmajai zvaigžņu paaudzei, kas izveidojās no šiem pamata celtniecības blokiem, vajadzēja sintezēt sarežģītākus elementus, piemēram, oglekli, skābekli, sēru un tamlīdzīgus, izmantojot kodolu saplūšanu to kodolos.
Kad zvaigznes eksplodēja kā supernovas, ne tikai šie pilnīgi jaunie elementi tika uzspridzināti kosmosā, bet milzīgais karstums un spiediens sprādziena laikā uzbūvēja vēl smagākus elementus, piemēram, zeltu, varu, dzīvsudrabu un svinu. Visi tika iekļauti otrajā zvaigžņu paaudzē. Un trešdaļa.
2% zvaigžņu veidotu elementu, kas cita starpā satur oglekli, skābekli, slāpekli un silīciju, devās planētu būvēšanā un vēlāk kļuva par dzīvībai nepieciešamiem. Mēs esam izgatavoti no ļoti apstrādāta materiāla, jūs un es. Mūsu būtņu atomi ir bijuši vairāku zvaigžņu paaudžu kodolos un ārpus tiem. Padomājiet par šo labo un smago, un jūs varētu vienkārši sazināties ar savu “iekšējo zvaigzni”.
Pārdomāsim jautājumu par eksotiskiem materiāliem kosmosā, kuru nav uz Zemes. Elementu vietā, ja mēs skatāmies uz savienojumiem, mēs trāpām uz paydirt. Savienojums ir arī tīra viela, bet sastāv no diviem vai vairākiem ķīmiskiem elementiem, kas savienoti kopā. Pie pazīstamiem savienojumiem pieder ūdens (divi ūdeņraži, kas savienoti ar vienu skābekli) un sāls (viens nātrijs un viens hlors).
Astronomi ir atraduši aptuveni220 savienojumi vai molekulas kosmosā, daudzas no tām ar brāļiem un māsām uz Zemes, bet dažas svešas. Mums nav tālu jāmeklē, lai tos atrastu, jo daži ir piegādāti tieši pie mūsu namdurvīm kā akmeņainas paketes, ko sauc par meteorītiem. Šeit ir īss saraksts arjauni minerāli kas veidojas asteroīdos (no kurienes rodas meteorīti) apstākļos, kas ļoti atšķiras no tiem, kas atrodami uz Zemes:
* Barringerite - metālisks savienojums, kas izgatavots no dzelzs, niķeļa un fosfora
* Oldhamite - brūns minerāls, kas izgatavots no kalcija, magnija un sēra
* Kosmohlors - zaļais minerāls, kas satur kalciju, hromu, silīciju un skābekli
Kā būtu ar jaunām lietām uz planētām un komētām? Astronomi ir atklājuši savienojumus milzu planētu Jupitera, Saturna, Urāna un Neptūna atmosfērās, piemēramsilāns (silīcijūdeņradis),arsīns (arsēns-ūdeņradis) unfosfīns (fosfora-ūdeņraža), kas dabiski nepastāv uz Zemes. Cilvēki ir izveidojuši visus trīs laboratorijā un izmantojuši tos dažādās nozarēs, ieskaitot pusvadītāju ražošanu.
Un tad irBrownleeite, mangāna silīds, kas 2003. gadā atrasts komētas 26P / Grigg-Skjellerup putekļu daļiņās. Virzoties ārpus Saules sistēmas, astronomi redz kosmosā neparastas garu ķēžu oglekļa molekulas, kuras nevarētu veidoties uz Zemes, jo skābeklis tās saplēš. Kosmoss ir viņu drošais patvērums.
Tātad, Zeme ir vieta Visumā, kur atradīsit vairāk eksotisku elementu nekā jebkur citur. Pateicoties cilvēka darbībai un sarežģītajām molekulām, kas savijas kopā, veidojot dzīvību, Zeme ir viseksotiskākā vieta Visumā.
