Suntem stardust

stelele strălucesc pe cerul Arizona ca un milion de ochi. În interiorul Kitt Peak National Observatory, Catherine Pilachowski își fermoarează haina împotriva aerului rece de noapte. Ea urcă spre telescopul uriaș și se uită în ocularul său. Dintr-o dată, galaxiile și stelele îndepărtate intră în centrul atenției. Pilachowski vede stele muribunde numite giganți roșii. Ea vede și supernove-rămășițele stelelor explodate.un astronom de la Universitatea Indiana din Bloomington, ea simte o legătură profundă cu aceste obiecte cosmice. Poate pentru că Pilachowski e făcut din praf de stele.,

Deci ești.fiecare ingredient din corpul uman este format din elemente forjate de stele. La fel și toate elementele de bază ale mâncării, bicicletei și electronicii. În mod similar, fiecare stâncă, plantă, animal, lingură de apă de mare și suflare de aer își datorează existența soarelui îndepărtat.toate aceste stele sunt cuptoare gigantice, de lungă durată. Căldura lor intensă poate provoca coliziunea atomilor, creând elemente noi., Târziu în viață, cele mai multe stele vor exploda, împușcând elementele pe care le-au falsificat în zonele îndepărtate ale universului.elemente noi, de asemenea, se pot dezvolta în timpul stelare smash-up-uri. Astronomii tocmai au asistat la dovezi pentru crearea de aur și multe altele în timpul coliziunii îndepărtate dintre două stele muribunde.o altă echipă a descoperit lumina dintr-o galaxie” starburst ” de mult timp. La scurt timp după formarea universului, această galaxie a scos stele cu o viteză uimitoare. Fabrici speciale de stele ca aceasta ar putea ajuta la explicarea cât de suficiente elemente au fost construite pentru a crea sistemul solar.,astfel de descoperiri îi ajută pe oamenii de știință să înțeleagă mai bine de unde a început totul în univers.

după Big Bang

elementele sunt blocurile de bază ale universului nostru., Pământul găzduiește 92 de elemente naturale cu nume precum carbon, oxigen, sodiu și aur. Atomii lor sunt particulele uimitor de mici din care sunt fabricate toate substanțele chimice cunoscute.fiecare atom seamănă cu un sistem solar. O structură minusculă, dar comandantă, se află în centrul ei. Acest nucleu constă dintr-un amestec de particule legate cunoscute sub numele de protoni și neutroni. Cu cât sunt mai multe particule într-un nucleu, cu atât elementul este mai greu. Chimiștii au compilat diagrame care plasează elementele în ordine pe baza caracteristicilor structurale, cum ar fi câți protoni au.

Topping diagramele lor este hidrogen., Elementul unu, are un singur proton. Urmează heliul, cu doi protoni.

oamenii și alte lucruri vii sunt pline de carbon, elementul 6. Viața pământească conține, de asemenea, o mulțime de oxigen, elementul 8. Oasele sunt bogate în calciu, elementul 20. Numărul 26, fier, face sângele nostru rula roșu. În partea de jos a tabelului periodic al elementelor naturale se află uraniul, greutatea naturii, cu 92 de protoni. Oamenii de știință au creat în mod artificial elemente mai grele în laboratoarele lor. Dar acestea sunt extrem de rare și de scurtă durată.

universul nu se lăuda întotdeauna cu atât de multe elemente., Explozie înapoi la Big Bang, aproximativ 14 miliarde de ani în urmă. Fizicienii cred că atunci materia, lumina și orice altceva au explodat dintr-o masă fantastic de densă și fierbinte de mărimea unui bob de mazăre. Aceasta a pus în mișcare expansiunea universului, o dispersie exterioară a masei care continuă până în zilele noastre.

Big Bang-ul s-a terminat într-o clipă. Dar a început întregul univers, explică Steven Desch de la Universitatea de Stat din Arizona din Tempe. Un astrofizician, Desch studiază modul în care se formează stelele și planetele.”după Big Bang”, explică el, ” singurele elemente erau hidrogenul și heliul., Asta a fost doar despre asta.”Asamblarea următorilor 90 a durat mult mai mult timp. Pentru a construi acele elemente mai grele, nucleele atomilor mai ușori trebuiau să fuzioneze. Această fuziune nucleară necesită căldură și presiune grave. Într-adevăr, spune Desch, este nevoie de stele.

puterea stelelor

pentru câteva sute de milioane de ani după Big Bang, universul conținea doar nori giganți de gaz. Acestea au constat din aproximativ 90% atomi de hidrogen; heliul a constituit restul. De-a lungul timpului, gravitația a tras din ce în ce mai mult moleculele de gaz unul spre celălalt. Acest lucru le-a mărit densitatea, făcând norii mai fierbinți., Ca și scamele cosmice, au început să se adune în bile cunoscute sub numele de protogalaxii. În interiorul lor, materialul a continuat să se adune în aglomerări din ce în ce mai dense. Unele dintre acestea s-au dezvoltat în stele. Stelele încă se nasc în acest fel, chiar și în galaxia noastră Calea Lactee.

Conversie ușor elemente în altele mai grele este ceea ce fac stelele. Cu cât steaua este mai fierbinte, cu atât elementele pe care le poate face sunt mai grele.centrul Soarelui nostru este de aproximativ 15 milioane de grade Celsius (aproximativ 27 de milioane de grade Fahrenheit). Asta poate suna impresionant. Cu toate acestea, pe măsură ce stelele merg, este destul de wimpy. Stelele de dimensiuni medii precum soarele „nu se încălzesc suficient pentru a produce elemente mult mai grele decât azotul”, spune Pilachowski., De fapt, ele creează în principal heliu. pentru a crea elemente mai grele, cuptorul trebuie să fie mult mai mare și mai fierbinte decât Soarele nostru. Stelele de cel puțin opt ori mai mari pot crea elemente până la fier, elementul 26. Pentru a construi elemente mai grele de atât, o stea trebuie să moară.de fapt, a face unele dintre cele mai grele metale, cum ar fi platina (elementul numărul 78) și aurul (numărul 79), ar putea necesita o violență cerească și mai extremă: coliziuni între stele!în iunie 2013, Telescopul Spațial Hubble a detectat doar o astfel de coliziune a două corpuri ultra-dense cunoscute sub numele de stele neutronice., Astronomii de la Centrul de Astrofizică Harvard-Smithsonian din Cambridge, Mass., a măsurat lumina emisă de această coliziune. Această lumină furnizează „amprente” ale substanțelor chimice implicate în acele artificii. Și arată că s-a format aurul. O mulțime de ea: suficient pentru a egala de mai multe ori masa Lunii Pământului. Deoarece o spargere similară are loc probabil într-o galaxie o dată la 10.000 sau 100.000 de ani, astfel de prăbușiri ar putea reprezenta tot aurul din Univers, a declarat membrul echipei Edo Berger pentru Science News.

moartea unei stele

nicio stea nu trăiește pentru totdeauna., „Stelele au o durată de viață de aproximativ 10 miliarde de ani”, spune Pilachowski, expert în sori morți și muribunzi.gravitația este întotdeauna desen componentele unei stele mai aproape împreună. Atâta timp cât o stea mai are combustibil, presiunea din fuziunea nucleară împinge spre exterior și echilibrează forța gravitațională. Dar, odată ce cea mai mare parte a combustibilului a ars, stea atât de mult timp. Fără fuziune pentru ao contracara, „gravitația forțează miezul să se prăbușească”, explică ea.

vârsta la care o stea moare depinde de dimensiunea sa. Stelele mici și mijlocii nu explodează, spune Pilachowski. În timp ce miezul lor de fier sau elemente mai ușoare se prăbușește, restul stelei se extinde ușor, ca un nor. Se umflă într-o minge uriașă în creștere, strălucitoare. Pe parcurs, astfel de stele se răcesc și se întunecă., Ele devin ceea ce astronomii numesc giganți roșii. Mulți atomi din halo-ul exterior care înconjoară o astfel de stea se vor îndepărta în spațiu.

stelele mai mari ajung la un capăt foarte diferit. Când își consumă combustibilul, miezurile lor se prăbușesc. Acest lucru le lasă extrem de dense și fierbinți. Instantaneu, care forjează elemente mai grele decât fierul. Energia eliberată de această fuziune atomică determină steaua să se extindă din nou. O dată, steaua se găsește fără suficient combustibil pentru a susține fuziunea. Deci steaua se prăbușește din nou., Densitatea sa masivă îl face să se încălzească din nou —după care acum își fuzionează atomii, creând altele mai grele.

„puls după puls, acumulează constant elemente mai grele și mai grele”, spune Desch despre stea. Uimitor, toate acestea se întâmplă în câteva secunde. Apoi, mai repede decât poți spune supernova, steaua se autodistruge într-o explozie uriașă. Forța acelei explozii de supernovă este cea care forjează elemente mai grele decât fierul.”atomii explodează în spațiu”, spune Pilachowski. „Ei merg un drum lung.unii atomi derivă ușor dintr-un gigant roșu., Altele rachete la viteza warp de la o supernovă. În orice caz, când o stea moare, mulți dintre atomii ei se varsă în spațiu. În cele din urmă, ele devin reciclate prin procesele care formează noi stele și chiar planete. Toate aceste elemente de construcție „necesită timp”, spune Pilachowski. Poate miliarde de ani. Dar universul nu se grăbește. Cu toate acestea, sugerează că, cu cât o galaxie a fost mai lungă, cu atât elementele mai grele pe care le va conține.

Explozie din trecut

să ne gândim la Calea Lactee. Când galaxia noastră era tânără, acum 4,6 miliarde de ani, elementele mai grele decât heliul constituiau doar 1.,5% din Calea Lactee. „Astăzi este de până la 2 la sută”, notează Desch.anul trecut, astronomii de la Institutul de Tehnologie din California, sau Caltech, au descoperit un punct roșu foarte slab pe cerul nopții. Ei au numit această galaxie HFLS3. În interiorul ei se formau sute de stele. Astronomii se referă la astfel de corpuri cerești, cu atât de multe stele care izvorăsc la viață, precum galaxiile starburst. „HFLS3 a format stele de 2 000 de ori mai rapid decât Calea Lactee”, remarcă astronomul Caltech Jamie Bock.pentru a studia stelele îndepărtate, astronomii precum Bock devin, în esență, călători în timp., Trebuie să privească adânc în trecut. Ei nu pot vedea ce se întâmplă acum, deoarece lumina pe care o studiază trebuie să traverseze mai întâi o vastă întindere a universului. Și asta poate dura luni până la ani-uneori mii de milenii. Deci, atunci când descriu nașterile și decesele stelelor, astronomii trebuie să folosească timpul trecut.un an-lumină este distanța pe care lumina o parcurge pe o perioadă de 365 de zile — 9,46 trilioane de kilometri (sau aproximativ 6 trilioane de mile). HFLS3 se afla la mai mult de 13 miliarde de ani-lumină de pământ când a murit. Strălucirea sa slabă abia acum ajunge pe Pământ., Deci ceea ce s-a întâmplat în vecinătatea sa în ultimii 12 miliarde de ani nu va fi cunoscut pentru eoni.

dar știrile vechi care tocmai au sosit pe HFLS3 au oferit două surprize. În primul rând: se dovedește a fi cea mai veche galaxie starburst cunoscută. De fapt, este aproape la fel de vechi ca universul însuși. „Am găsit HFLS3 când universul avea doar 880 de milioane de ani”, spune Bock. În acel moment, universul era un copil virtual.în al doilea rând, HFLS3 nu conținea doar hidrogen și heliu, așa cum s-ar fi așteptat astronomii pentru o galaxie atât de timpurie., În timp ce studia chimia sa, Bock spune că echipa sa a descoperit „că avea elemente grele și praf care trebuie să provină dintr-o generație anterioară de stele. El aseamănă asta cu găsirea unui oraș complet dezvoltat la începutul istoriei umane, unde te așteptai să găsești sate.”

Noroc pe noi

Steve Desch crede HFLS3-ar putea ajuta să răspundă la câteva întrebări importante. Galaxia Calea Lactee are aproximativ 12 miliarde de ani. Dar nu face stele suficient de repede pentru a fi creat toate cele 92 de elemente prezente pe Pământ. „A fost întotdeauna un pic de mister cât de multe elemente grele s-au construit atât de repede”, spune Desch. Poate, sugerează acum, galaxiile starburst nu sunt atât de rare. Dacă da, astfel de fabrici de stele de mare viteză ar fi putut da crearea elementelor grele un impuls timpuriu.,cu aproximativ 5 miliarde de ani în urmă, stelele din Calea Lactee generaseră toate cele 92 de elemente prezente acum pe Pământ. Într-adevăr, gravitația le-a strâns împreună, împachetându-le într-o tocană cosmică fierbinte care, în cele din urmă, s-ar coaliza pentru a forma sistemul nostru solar. Câteva sute de milioane de ani mai târziu, sa născut Pământul.în următorii miliarde de ani, au apărut primele semne ale vieții pe Pământ. Nimeni nu știe exact cum a început viața aici. Dar un lucru este clar: elementele care au format Pământul și toată viața de pe el au venit din spațiul cosmic., „Fiecare atom din corpul tău a fost falsificat în centrul unei stele”, observă Desch, sau din coliziuni între stele.

dacă elementele responsabile pentru viața de pe Pământ au pornit în spațiu, ar fi putut și ele să declanșeze viața în altă parte?

nimeni nu știe. Dar asta nu e pentru lipsa de a încerca. Organizații întregi, cum ar fi un institut concentrat pe căutarea inteligenței extraterestre, sau SETI, au cercetat pentru viață dincolo de sistemul nostru solar.

Desch, pentru unul, nu cred că vor găsi pe nimeni altcineva acolo. El menționează un grafic celebru., Aceasta arată că planetele nu se pot forma până când nu există suficiente elemente grele. „Am văzut acel grafic și într-o clipă am înțeles că într-adevăr am putea fi singuri în galaxie, pentru că înainte de soare nu existau atât de multe planete”, spune Desch.prin urmare, el suspectează că „Pământul poate fi prima civilizație din galaxie. Dar nu ultimul.”