Bendruomenės švietimo astronomijos klasių studentų dažnai klausiu, ar rasta kokių nors naujų elementų kosminėje erdvėje, nežinomų Žemėje. Atsakymas į klausimą yra ne - gamta naudoja tuos pačius 98 gamtos elementus, kad modifikuotų viską, nuo pažįstamų žvaigždžių ir planetų iki tolimiausių galaktikų, kurias galime pamatyti. Už atsitiktinio junginio ar mineralo ribų Žemė yra ta vieta, kurioje rasite egzotiškesnių elementų nei bet kurioje kitoje visatos vietoje.
Elementas yra gryna medžiaga, sudaryta tik iš vieno tipo atomų. Tai, kas išskiria vieną elementą nuo kito, yra protonų skaičius jo atomų branduoliuose. Bet kuris atomas, turintis šešis protonus, visada bus anglis, 79 protonai aukso, 94 protonai plutonio ir 1 protono vandenilis. Protono skaičius taip pat yra elementoatominis skaičiusantperiodinė elementų lentelė. Lentelės elementai yra išdėstyti pagal jų atominį skaičių.
Du labiausiai paplitę elementai yra vandenilis ir helis, skaičiai 1 ir 2 periodinėje lentelėje; kartu jie sudaro 98% visos matomos materijos visatoje. Likusius 2% sudaro visa kita - nuo lengvųjųličio (skaičius 3) iki patkalifornis (98), sunkiausias natūralus elementas, randamas Žemėje ir žvaigždėse. Kalifornis yra nestabilus ir „skyla“ į paprastesnius elementus. Nors mokslininkai tai padaro laboratorijoje bombarduodamiberkelio (97) naudojant neutronus, šio labai reto elemento pėdsakai natūraliai randami turtinguose urano telkiniuose.
Kai mokiausi vidurinėje mokykloje, mokiausi chemijos, periodinė elementų lentelė baigėsi „Lawrencium“ (103). Šiuo metu yra 118 elementų, naujausias sukurtas laboratorijojeununoctium (tu-na-ne-ne-tee-um). Tiesą sakant, visi elementai, didesni nei 98, yra dirbtiniai, atgaivinti branduoliniuose reaktoriuose arba atliekant dalelių greitintuvo eksperimentus. Jie gyvena labai trumpą gyvenimą. Kai tiek daug teigiamai įkrautų protonų branduoliuose stumiasi vienas prieš kitą, šie elementai greitai suskaidomi į paprastesnius.radioaktyvusis skilimas.
Dar Didžiojo sprogimo metu, kai atsirado visata, buvo virti tik patys paprasčiausi elementai - vandenilis, helis ir nedidelis kiekis ličio. Negalite sukurti planetos iš tokių pūkuotų daiktų. Pirmajai žvaigždžių kartai, susiformavusiai iš šių pagrindinių konstrukcinių blokų, reikėjo sintetinti sudėtingesnius elementus, tokius kaip anglis, deguonis, siera ir panašiai, branduolių sintezės būdu jų branduoliuose.
Kai žvaigždės sprogo kaip supernovos, ne tik šie visiškai nauji elementai sprogo į kosmosą, bet didžiulis karštis ir slėgis sprogimo metu sukūrė dar sunkesnius elementus, tokius kaip auksas, varis, gyvsidabris ir švinas. Visi jie buvo įtraukti į antrąją žvaigždžių kartą. Ir trečdalis.
2% žvaigždės pagamintų elementų, tarp kurių yra anglies, deguonies, azoto ir silicio, išvyko kurti planetų ir vėliau tapo gyvybiškai svarbūs. Mes esame pagaminti iš labai apdorotos medžiagos, jūs ir aš. Mūsų būtybių atomai buvo kelių žvaigždžių kartų branduoliuose ir iš jų. Galvok apie tai, kas gera ir sunku, ir gali tiesiog susisiekti su savo „vidine žvaigžde“.
Pakartokime klausimą apie egzotiškas medžiagas kosmose, kurių nėra Žemėje. Vietoj elementų, jei žiūrėsime į junginius, mes paspausime „paydirt“. Junginys taip pat yra gryna medžiaga, bet susideda iš dviejų ar daugiau sujungtų cheminių elementų. Žinomi junginiai yra vanduo (du vandeniliai, sujungti su vienu deguonimi) ir druska (vienas natris ir vienas chloras).
Astronomai rado apie220 junginių arba molekulių kosmose, daugelis jų su broliais ir seserimis Žemėje, bet kai kurie svetimi. Mums nereikia ieškoti toli, nes keletas jų buvo pristatyti tiesiai į mūsų slenkstį kaip uolėti paketai, vadinami meteoritais. Čia yra trumpas sąrašasnauji mineralai susidariusi asteroidų (iš kurių kilę meteoritai) sąlygomis, kurios labai skiriasi nuo žemėje esančių sąlygų:
* Barringerite - metalo junginys, pagamintas iš geležies, nikelio ir fosforo
* Oldhamite - rudas mineralas, pagamintas iš kalcio, magnio ir sieros
* Kosmochlor - žalias mineralas, turintis kalcio, chromo, silicio ir deguonies
O kaip su naujais daiktais planetose ir kometose? Astronomai atrado junginius milžiniškų planetų Jupiterio, Saturno, Urano ir Neptūno atmosferosesilanas (silicio-vandenilis),arsinas (arsenas-vandenilis) irfosfinas (fosforo-vandenilio), kurių natūraliai nėra Žemėje. Žmonės sukūrė visus tris laboratorijoje ir pritaikė juos įvairioms pramonės šakoms, įskaitant puslaidininkių gamybą.
Ir tada yraBrownleeite, mangano silikidas, 2003 m. rastas kometos 26P / Grigg-Skjellerup dulkių dalelėse. Persikėlę už Saulės sistemos ribų, astronomai kosmose mato neįprastas ilgos grandinės anglies molekules, kurios negalėjo susidaryti Žemėje, nes deguonis jas atitrauktų. Kosmosas yra saugus jų prieglobstis.
Taigi, Žemė yra vieta Visatoje, kurioje rasite egzotiškesnių elementų nei bet kur kitur. Dėl žmogaus veiklos ir sudėtingų molekulių, kurios suvyniotos kartu, kad sudarytų gyvybę, Žemė yra egzotiškiausia vieta Visatoje.
