Често ме питат ученици в моите класове за астрономия за обществено образование дали са намерени нови елементи в неизвестното на Земята космическо пространство. Отговорът на въпроса е не - природата използва същите 98 природни елемента, за да моди всичко - от познатите звезди и планети до тези в най-отдалечените галактики, които можем да видим. Извън случайни съединения или минерали, Земята е мястото, където ще намерите повече екзотични елементи, отколкото където и да е другаде във Вселената.
Елементът е чисто вещество, направено от само един вид атом. Това, което отличава един елемент освен друг, е броят на протоните в ядрата на неговите атоми. Всеки атом с шест протона винаги ще бъде въглерод, 79 протона злато, 94 протона плутоний и 1 протонен водород. Протонното число е също така на елементаатомно числонапериодична таблица с елементи, Елементите в таблицата са подредени според техния атомен номер.
Двата най-често срещани елемента са водород и хелий, числа 1 и 2 в периодичната таблица; заедно те представляват 98% от цялата видима материя във Вселената. Останалите 2% включват всичко останало от лекилитий (номер 3) чак доCALIFORNIUM (98), най-тежкият природен елемент, открит на Земята и в звездите. Калифорний е нестабилен и се разпада на по-прости елементи. Въпреки че учените го правят в лабораторията чрез бомбардировкаБерклий (97) с неутрони следите от този много рядък елемент се откриват естествено в богати уранови отлагания.
Когато бях в гимназията, изучавайки химия, периодичната таблица с елементи завършваше в Lawrencium (103). В момента има 118 елемента, най-новият създаден в лабораториятаУнуноктий (Вие-нах-NOC-чай-хм). Всъщност всички елементи отвъд 98 са изкуствени, оживени в ядрени реактори или експерименти с ускорители на частици. Те живеят много кратки животи. С толкова много положително заредени протони, които се натискат един към друг в своите ядра, тези елементи бързо се разпадат на по-прости в процеса, нареченрадиоактивен разпад.
Още по времето на Големия взрив, когато Вселената възникна, бяха приготвени само най-простите елементи - водород, хелий и следи от литий. Не можете да изградите планета от такива пухкави неща. На първото поколение звезди, които се образуваха от тези основни градивни елементи, беше необходимо да се синтезират по-сложни елементи като въглерод, кислород, сяра и други чрез ядрен синтез в техните ядра.
Когато звездите избухнаха като свръхнови, не само тези чисто нови елементи бяха взривени в космоса, но огромната топлина и налягане по време на взрива изградиха още по-тежки елементи като злато, мед, живак и олово. Всички се включиха във второ поколение звезди. И една трета.
2% от звездно направените елементи, които включват други въглерод, кислород, азот и силиций, отидоха за изграждането на планетите и по-късно станаха жизненоважни за живота. Ние сме направени от високо обработен материал, който вие и аз. Атомите на нашите същества са били в и извън ядрата на няколко поколения звезди. Помислете за това добро и трудно и може просто да се свържете със собствената си „вътрешна звезда“.
Нека да преосмислим въпроса за екзотичните материали в космоса, които не присъстват на Земята. Вместо елементи, ако погледнем съединенията, ние удряме paydirt. Съединението също е чисто вещество, но се състои от два или повече химически елемента, свързани заедно. Познатите съединения включват вода (два водорода, присъединени към един кислород) и сол (един натрий и един хлор).
Астрономите са открили за220 съединения или молекули в космическото пространство, много от тях със братя и сестри на Земята, но някои извънземни. Не е нужно да търсим далеч, за да ги намерим, тъй като някои от тях бяха доставени точно до прага ни като скални пакети, наречени метеорити. Ето кратък списък нанови минерали които се образуват в астероидите (откъдето произхождат метеоритите) при условия, много различни от тези, открити на Земята:
* Barringerite - метално съединение, изработено от желязо, никел и фосфор
* Oldhamite - кафяв минерал, изработен от калций, магнезий и сяра
* Kosmochlor - зелен минерал, съдържащ калций, хром, силиций и кислород
Какво ще кажете за новите неща на планетите и кометите? Астрономите са открили съединения в атмосферите на гигантските планети Юпитер, Сатурн, Уран и Нептунсилан (Силиций водород),арсин (арсен-водород) ифосфин (фосфор-водород), които не съществуват естествено на Земята. Хората са създали и трите в лабораторията и ги използват добре в различни индустрии, включително производството на полупроводници.
И тогава имаBrownleeite, манганов силицид, открит през 2003 г. в прах от прахови частици от комета 26P / Grigg-Skjellerup. Придвижвайки се отвъд Слънчевата система, астрономите виждат необичайни въглеродни молекули с дълги вериги в космоса, които не биха могли да се образуват на Земята, защото кислородът би ги разкъсал. Космосът е тяхното сигурно убежище.
Така че Земята е мястото във Вселената, където ще намерите повече екзотични елементи, отколкото където и да е другаде. Благодарение на човешката дейност и сложните молекули, които се навиват заедно, за да образуват живот, Земята е най-екзотичното място във Вселената.
