Elementlerden hayata, vücudumuzdaki her atom yıldızların füzyon ürünüdür.
Göz kamaştırıcı yıldızlar, kendimizi de içeren renkli dünyamızı yarattı. Vücudumuzdaki her atom ya bir yıldızın içindeki nükleer füzyonun ürünü ya da iki yıldızın birbiriyle çarpışmasının sonucudur.
Indiana Eyalet Üniversitesi'nden astronom Catherine Pilachowski, yıldızlı gökyüzünü gözlemlemek için bir teleskop kullandığında, ölmekte olan kırmızı dev yıldızların yanı sıra patlamadan sonraki yıldız kalıntılarını da görebiliyor. Pilachioschi bu tür gök cisimleriyle çok ilgileniyor çünkü onların ondan ayrılamayacaklarını biliyor.
İnsan vücudundaki her madde, yıldızlar tarafından yapılan belirli elementlerden gelir. Her gün ihtiyaç duyduğumuz yiyecek ve günlük ihtiyaçlarımız, arabalarımız ve cep telefonlarımız, gördüğümüz her şey - taşlar, bitkiler, hayvanlar, okyanusta su, havada akan rüzgar ... hepsi uzak yıldızlardan geliyor. Her yıldız devasa ve uzun ömürlü bir "eritme potası" dır Son derece sıcak ve sıradışı çekirdeği, atomlarının yeni elementler üretmek için birbirleriyle çarpışmasına neden olur. Sonunda çoğu yıldız patlayacak ve elementleri evrenin çok uzak yerlerine fırlatacak.
Yeni üretilen elementler yıldızların çarpışmasıyla evrimleşmeye devam ediyor. Bu süreç çok karmaşık, ancak insanların bunu anlaması genellikle açık. Kısa bir süre önce, bir grup gökbilimci, erken evrenin "parlak ışığı" nı keşfetti.Bu parlak ışık, evrenin oluşumundan kısa bir süre sonra bir galakside üretildi. Bu galaksi, çok hızlı bir şekilde üretilebilen özel bir "yıldız fabrikası" gibidir. star. Bu keşif, astronomların evrende neden güneş sistemi, dünyadaki yaşam ve kendimiz de dahil olmak üzere bu kadar çok şeyi yapmak için neden bu kadar çok element olduğunu anlamasını sağladı.
"Köken" den
Elementler, evreni inşa etmenin temel malzemeleridir. Dünyamızda karbon, oksijen, sodyum, altın vb. Gibi 92 doğal element vardır ve bunların atomları şaşırtıcı derecede küçük parçacıklardır. Her atom bir güneş sistemi gibidir Ortadaki çekirdek bağlı parçacıklardan oluşur, bu parçacıklara proton ve nötron adı verilir. Çekirdekte ne kadar çok parçacık varsa, bu element o kadar ağırdır.
En hafif element, ilk element olan tek protonlu hidrojendir; helyumun ikinci elementi olan iki protonu vardır; insanlar ve diğer canlılar, sırasıyla altıncı ve sekizinci elementler olan bol miktarda karbon ve oksijen içerir. Kalsiyum kemiklerde bol miktarda bulunur ve 20 numaralı elementtir; Demir, kanımızı kırmızı gösteren 26 numaralı elementtir. Periyodik tablonun altındaki doğal element, 92 protonlu doğadaki "ağır" element olan uranyumdur. Bilim adamları laboratuvarda daha ağır elementler yapmak isterler, ancak nadiren başarılı olurlar ve ömürleri son derece kısadır.
Evren elementler oluştursa da başlangıçta çok fazla element yaratmadı. Fizikçiler, ışık dahil her şeyin yaklaşık 14 milyar yıl önce meydana gelen Büyük Patlama'dan geldiğine inanırlar.Bu patlama hardal tohumlarından daha küçük bir "köken" den kaynaklanır, yoğunluğu ve ısısı düşünülemez. . Bu patlama, maddeyi her yöne yayarak evrenin genişlemesini başlattı.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Arizona Eyalet Üniversitesi'nde astrofizikçi olan Steven Desch şunları söyledi: Büyük Patlama'dan sonra sadece hidrojen ve helyum ortaya çıktı ve elementlerin diğer% 90'ı evren için uzun zaman aldı. Bu daha ağır elementleri yapmak için, daha hafif çekirdekli atomların kaynaşması gerekir. Böyle bir nükleer füzyon, yalnızca yıldızların yapabileceği son derece yüksek sıcaklıklar ve basınçlar gerektirir. "
"Protogalaksilerden" yıldızlara
Bununla birlikte, Büyük Patlama'dan sonraki yüz milyonlarca yıl içinde, evrende yıldız yoktu, sadece bazı devasa gaz bulutları, bileşimlerinin% 90'ı hidrojen ve geri kalanı helyumdu. Zaman geçtikçe, yerçekimi gaz moleküllerini bir araya toplar ve gaz bulutlarının yoğunluğu gittikçe yükselir ve sıcaklık yükselir, sonuç olarak, yavaş yavaş küresel bir küme halinde toplanmaya başlarlar. Bu, erken evrenin "protogalaksi" sidir. (Protogalaksiler). Proto-galakside madde toplanmaya devam eder ve bazı yerlerdeki yoğunluk nispeten büyük hale gelir ve yoğun kümeler oluşturur.Bu kümeler daha fazla gelişmeden sonra yıldız olur. Proto-galakside yıldızlar bu şekilde birbiri ardına doğdu ve Samanyolu ve içindeki yıldızlar da bu şekilde oluştu.
Yıldızlar göründükten sonra, daha hafif elementleri daha ağır elementlere dönüştürmeye başlarlar. Bir yıldızın sıcaklığı ne kadar yüksekse, yapabileceği elementler o kadar ağırdır. Güneşin merkezindeki sıcaklık 15 milyon santigrat derece, bu kulağa çok sıcak gibi geliyor ama evrende çok yaygındır.Dolayısıyla güneş gibi orta büyüklükteki bir yıldız, azottan daha ağır elementler üretecek kadar sıcaklığa sahip değildir. Esas olarak helyum üretirler.
Daha ağır elementler yaratmak için, evrendeki "fırın" güneşimizden çok daha büyük ve daha sıcak olmalıdır. Örneğin bir yıldız demir yapmak istiyorsa (element No. 26) güneşten en az 8 kat daha büyük olmalı; demirden daha ağır bir element yapmak istiyorsa daha şiddetli yapmalıdır.
Platin (Element No. 78) ve altın (Element No. 79) gibi demirden daha ağır elementler üretebilen şiddet içeren bir davranış vardır Bu davranış çarpışmadır. Haziran 2013 gibi erken bir tarihte, Hubble Uzay Teleskobu iki kompakt gök cismi-nötron yıldızının çarpışmasını gözlemledi.Astronomlar, çarpışmanın ürettiği ışığı aldı ve çarpışma anında kimyasal bilgiyi elde etti. Bu bilgi, çarpışmanın, kütlesi ayın birkaç katı olan büyük miktarda altın ürettiğini gösteriyor. Bir galakside benzer çarpışmalar yaklaşık olarak her 10.000 ila 100.000 yılda bir meydana geldiğinden, gökbilimciler bu gözlenen çarpışmanın evrendeki tüm altının kaynağını açıklayabileceğine inanıyorlar.
Yıldızların "ölümü"
Çarpışmalar gibi yıldızların "ölümü" de evrende şiddetli bir süreçtir. Normal şartlar altında bir yıldızın ömrü yaklaşık 10 milyar yıldır. Yıldızın iç kısmında yerçekimi tüm maddeyi merkeze doğru toplar ve nükleer füzyonun oluşturduğu basınç bu maddeyi dışarıya doğru iter.Yıldızdaki yakıt tükenmedikçe bu iki kuvvet oyun oynamaya ve onu korumaya devam eder. Denge ile. Bununla birlikte, yıldızın yakıtı sonunda tükenecektir.Yakıt tükendiğinde denge bozulur, yerçekimi yıldızı çökmeye zorlar ve yıldız ölümü süreci başlar.
Yıldızların ölme şekli büyüklüklerine göre belirlenir. Orta büyüklükteki yıldızlar patlamaz, merkezlerindeki demir ve daha hafif elementler çökerken diğer kısımlar yavaşça genişler. Yıldız yavaş yavaş sıcak bir ateş topuna dönüşür, bu süreçte soğur ve koyulaşır ve sonunda astronomların "kırmızı dev" dediği şeyi oluşturur. Şu anda yıldızın halo benzeri belirsiz bir dış tabakası vardır ve haledeki bazı atomlar evrene boşaltılır.
Yukarıda bahsedilen yıldızlarla karşılaştırıldığında, daha büyük yıldızların çok şiddetli bir ölüm şekli vardır.Yakıtları tükendiğinde çekirdekleri çöker ve bu da onları aniden aşırı derecede yüksek kütleye ve sıcaklığa kavuşturur. Yakında, demirden daha ağır elementler yaptılar ve bu süreçle açığa çıkan enerji yıldızın genişlemesini yeniden başlattı; ancak kısa süre sonra yıldız, nükleer füzyonu sürdürmek için yeterli yakıta sahip olmadığını keşfetti, bu yüzden yıldız Yine çöktü, sıcaklık tekrar yükseldi, bu sefer daha ağır elementler yaptı.
Desch bu süreci özetlerken, "Şu anda, yıldızlar dalgadan sonra dalgayı titreştirerek daha ağır ve daha ağır elementler oluşturuyor" dedi. Şaşırtıcı bir şekilde, bu süreç yalnızca birkaç saniye içinde gerçekleşir. Ve sonra, kendi kendini yok eden bir patlama meydana geldi, bu süpernova patlaması, gücü çok sayıda ağır element yaratıyor. Patlamada çok sayıda atom uzaya fırlatılır ve çok uzak yerlere akar.
Bu şekilde, uzayda, bazıları görece ılımlı kırmızı dev yıldızlardan, bazıları şiddetli süpernovalardan gelen çok sayıda atom belirdi ve rotası ne olursa olsun, ölmekte olan yıldızlar tarafından uzaya fırlatıldı. Son olarak, yeni nesil yıldızlar ve gezegenler oluşturmak için yeni bir gök cismi turunun hammaddesi olacaklar. Bu elementin yeniden yapılanma süreci çok uzundur, yüz milyonlarca yıl sürer ama evren kısa değildir, tüm süreçleri sakince tamamlayabilir. Bu, bir galaksinin ömrü ne kadar uzunsa, o kadar ağır elementler içerdiğini gösterir.
Örnek olarak Samanyolu'nu ele alalım. 4,6 milyar yıl önce içinde helyumdan yalnızca% 1,5 daha ağır elementler vardı, ancak bugün bu elementler% 2'yi oluşturuyor. Bununla birlikte, buna kıyasla, Samanyolu verimli bir element yapıcı olarak kabul edilmez ve yıldızları üretme hızı, evrendeki bazı "yıldız yapıcılardan" çok daha düşüktür. Geçen yıl, Amerika Birleşik Devletleri Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'ndeki gökbilimciler, gece gökyüzünde çok bulanık kırmızı bir nokta gözlemlediler.Bu, içinde yüzlerce yıldızın oluştuğu HFLS3 adlı bir galaksiydi. Gökbilimci Jamie Bock, "HFLS3 yıldızları Samanyolu'ndan 2000 kat daha hızlı yapar" dedi.
Öğeler yaşamın mucizesini yaratır
Polk, uzak yıldızları incelemek için gerçek zaman yolcuları oldu, çok uzak geçmişi gözlemlemek zorundaydılar, orada ne olduğunu göremiyorlardı, çünkü o uzak yıldızların ışığı evrenin geniş uzayında dolaşmak zorundaydı. Bu uzun yıllar, hatta milyonlarca ve milyonlarca yıl alacak. Bu nedenle, yıldızların doğumunu ve ölümünü tanımlamak için gökbilimciler "geçmiş zaman" ı kullanmalıdır.
HFLS3 galaksisi öldüğünde, dünyanın şu anki konumundan yaklaşık 13 milyar ışıkyılı uzaktaydı. Bulanık ışığı bugüne kadar dünyaya ulaşmadı.Bu ışık ışınları HFLS3 haberlerini ileten bir haberci gibidir, ancak haberler uzun zamandır gökbilimciler tarafından okunmuştur. Artık haber değil, gerçek "eski haber". Öyle olsa bile, insanlar hala çok şaşırıyor.
Her şeyden önce, zayıf ışık, insanların şimdiye kadar gözlemlediği en eski yıldız ışığıdır ve neredeyse evren kadar eskidir. Polk, "Keşfettiğimiz HFLS3, 880 milyon yıl önce evren henüz doğduğunda vardı" dedi. O zamanlar, evren sadece bir "bebekti"; ikincisi, önceki tahminlere göre, o zamanki galaksiler yalnızca Hidrojen ve helyuma sahiptir, ancak Polk ve diğerleri HFLS3'ün bileşimini incelerken, Polk ve diğerlerini inanılmaz hissettiren sadece hidrojen ve helyum değil, ilk yıldızların ürettiği ağır elementleri ve yıldız tozunu keşfettiler. Gökbilimci duygularını canlı bir şekilde anlattı ve şöyle dedi: "İnsanlık tarihinin ilk dönemlerinde sadece bazı köyler bulabileceğinizi düşündünüz, ancak tam bir şehir buldunuz."
Bu neden böyle? Desch, evrende önceden düşündüğümüzden çok sayıda yıldız üretebilecek galaksi sayısının belki de az olmadığını tahmin ediyordu. Bu galaksiler, yıldızları hızlı bir şekilde üretebilen "fabrikalar" gibi, evrenin ilk günlerinde ağır elementler ürettiler. Yani evrenin diğer kısımlarında bazı ağır elementler daha önce üretilir.
Buna karşılık Samanyolu galaksimizin yıldız oluşturma açısından özel bir yanı yoktur, en az 12 milyar yıldır var olmasına rağmen Dünya'da var olan 92 elementi daha hızlı üretememiştir. Bu elementleri nihayet yaklaşık 5 milyar yıl önce üretti ve bundan sonra yerçekimi bu 92 elementi bir araya getirerek güneş sistemini oluşturdu. Yüz milyonlarca yıldan sonra dünya doğdu; sonraki milyar yıl içinde yeryüzünde yaşam belirtileri belirdi. Bu nasıl olduysa da, şimdiye kadar kimse bunu netleştirmedi, ancak bir şey açık ki, hayatın bileşimi elementlerden geliyor ve tüm bu unsurlar göz kamaştırıcı yıldızların yarattığı uzaydan geliyor. Renkli dünyamız kendimizi içerir.
Vücudumuzdaki her atom ya bir yıldızın içindeki nükleer füzyonun ürünü ya da iki yıldızın birbiriyle çarpışmasının sonucudur.
