Studenti se mě často ve třídách astronomie komunitního vzdělávání ptají, zda byly ve vesmíru na Zemi neznámé nějaké nové prvky. Odpověď na otázku zní ne - příroda používá stejných 98 přírodních prvků k tomu, aby vytvořila vše od známých hvězd a planet k těm v nejvzdálenějších galaxiích, které můžeme vidět. Kromě občasné směsi nebo minerálu je Země místem, kde najdete více exotických prvků než kdekoli jinde ve vesmíru.
Prvek je čistá látka vyrobená pouze z jednoho typu atomu. To, co odlišuje jeden prvek od druhého, je počet protonů v jádrech jeho atomů. Každý atom se šesti protony bude vždy uhlík, 79 protonů zlata, 94 protonů plutonia a 1 protonový vodík. Protonové číslo je také prvkemprotonové číslonaperiodická tabulka prvků. Prvky v tabulce jsou uspořádány podle jejich atomového čísla.
Dva nejběžnější prvky jsou vodík a helium, čísla 1 a 2 v periodické tabulce; společně tvoří 98% veškeré viditelné hmoty ve vesmíru. Zbývající 2% zahrnují všechno ostatní od lehkélithium (číslo 3) až dokalifornie (98), nejtěžší přirozený prvek na Zemi a ve hvězdách. Kalifornie je nestabilní a „rozpadá se“ na jednodušší prvky. Přestože to vědci dělají v laboratoři bombardovánímberkelium (97) s neutrony se stopová množství tohoto velmi vzácného prvku nacházejí přirozeně v bohatých ložiscích uranu.
Když jsem na střední škole studoval chemii, periodická tabulka prvků skončila u Lawrencium (103). V současné době existuje 118 prvků, z nichž poslední byl vytvořen v laboratořiununoctium (you-nah-NOC-tee-um). Ve skutečnosti jsou všechny prvky nad 98 umělé, oživené v jaderných reaktorech nebo v experimentech s urychlovačem částic. Žijí velmi krátké životy. S tolika pozitivně nabitými protony, které se tlačí proti sobě ve svých jádrech, se tyto prvky rychle rozdělí na jednodušší v procesu zvanémradioaktivní rozpad.
V době velkého třesku, kdy vznikl vesmír, byly vařeny pouze nejjednodušší prvky - vodík, hélium a stopové množství lithia. Z takových načechraných věcí nemůžete postavit planetu. Trvalo první generaci hvězd, které se tvořily z těchto základních stavebních bloků, syntetizovat složitější prvky, jako je uhlík, kyslík, síra a podobně, jadernou fúzí v jejich jádrech.
Když hvězdy explodovaly jako supernovy, nejenže tyto zbrusu nové prvky vystřelily do vesmíru, ale obrovské teplo a tlak během výbuchu vytvořily ještě těžší prvky jako zlato, měď, rtuť a olovo. Všichni se stali součástí druhé generace hvězd. A třetí.
2% hvězdných prvků, mezi něž patří mimo jiné uhlík, kyslík, dusík a křemík, šlo postavit planety a později se staly nezbytnými pro život. Jsme vyrobeni z vysoce zpracovaného materiálu vás a já. Atomy našich bytostí byly uvnitř a z jader několika generací hvězd. Přemýšlejte o tomto dobrém a tvrdém a můžete se jen dostat do kontaktu se svou vlastní „vnitřní hvězdou“.
Pojďme přeformulovat otázku exotických materiálů v prostoru, který na Zemi není. Místo elementů, když se podíváme na sloučeniny, zasáhneme paydirt. Sloučenina je také čistá látka, ale skládá se ze dvou nebo více chemických prvků spojených dohromady. Mezi známé sloučeniny patří voda (dva vodíky spojené k jednomu kyslíku) a sůl (jeden sodík a jeden chlor).
Astronomové o tom věděli220 sloučenin nebo molekuly ve vesmíru, mnoho z nich se sourozenci na Zemi, ale někteří mimozemšťané. Nemusíme hledat daleko, abychom je našli, protože několik jich bylo doručeno přímo k našim prahům jako skalní balíčky zvané meteority. Zde je krátký seznamnové minerály která se vytvořila uvnitř asteroidů (kde meteority pocházejí) za podmínek velmi odlišných od podmínek na Zemi:
* Barringerite - kovové sloučeniny vyrobené ze železa, niklu a fosforu
* Oldhamite - hnědý minerál vyrobený z vápníku, hořčíku a síry
* Kosmochlor - zelený minerál obsahující vápník, chrom, křemík a kyslík
A co nové věci na planetách a kometách? Astronomové objevili sloučeniny v atmosférách obřích planet Jupiter, Saturn, Uran a Neptunsilane (křemík-vodík),arsine (arsen-vodík) afosfin (fosfor-vodík), které na Zemi přirozeně neexistují. Lidé vytvořili všechny tři v laboratoři a dobře je použili v různých průmyslových odvětvích včetně výroby polovodičů.
A pak je tuBrownleeite, silicid manganu nalezený v roce 2003 v prachových částicích zbavených komety 26P / Grigg-Skjellerup. Astronomové se pohybují za sluneční soustavou a vidí neobvyklé molekuly uhlíku s dlouhým řetězcem v prostoru, které se na Zemi nemohly tvořit, protože je kyslík roztrhal. Vesmír je jejich bezpečným přístavem.
Země je tedy místem ve vesmíru, kde najdete více exotických prvků než kdekoli jinde. Díky lidské aktivitě a komplikovaným molekulám, které se spojují do života, je Země nejexotičtějším místem ve vesmíru.
