Jeg blir ofte spurt av studenter i samfunnsundervisningens astronomiklasser om det har blitt funnet nye elementer i det ytre rom som er ukjent på jorden. Svaret på spørsmålet er nei - naturen bruker de samme 98 naturelementene for å mote alt fra de kjente stjernene og planetene til de i de fjerneste galaksene vi kan se. Utenfor en og annen forbindelse eller mineral er jorden stedet der du finner mer eksotiske elementer enn andre steder i universet.
Et element er et rent stoff laget av bare en type atom. Det som skiller ett element fra et annet er antall protoner i atomene i atomene. Ethvert atom med seks protoner vil alltid være karbon, 79 protoner gull, 94 protoner plutonium og 1 proton hydrogen. Protonnummeret er også elementetsatomnummerpåperiodisk oversikt over elementer. Elementene i tabellen er ordnet i henhold til atomnummeret.
De to vanligste elementene er hydrogen og helium, nummer 1 og 2 i den periodiske tabellen; sammen utgjør de 98% av all den synlige materien i universet. De resterende 2% inkluderer alt annet fra lettvektlitium (nummer 3) helt opp tilcalifornium (98), det tyngste naturlige elementet som finnes på jorden og i stjernene. Californium er ustabil og "forfaller" til enklere elementer. Selv om forskere lager det på laboratoriet ved å bombardereberkelium (97) med nøytroner finnes spormengder av dette veldig sjeldne elementet naturlig i rike uranforekomster.
Da jeg gikk på videregående studerte kjemi, endte den periodiske tabellen over elementer på Lawrencium (103). For tiden er det 118 elementer, den siste laget i laboratorietununoctium (Du-nah-NOC-tee-um). Faktisk er alle elementene utover 98 kunstige, brakt til live i atomreaktorer eller i partikkelakseleratoreksperimenter. De lever veldig korte liv. Med så mange positivt ladede protoner som presser mot hverandre i kjernene deres, brytes disse elementene raskt sammen til enklere i en prosess som kallesradioaktivt forfall.
Tilbake på tidspunktet for Big Bang, da universet sprang ut i livet, ble bare de enkleste elementene - hydrogen, helium og spormengder litium - kokt opp. Du kan ikke bygge en planet fra slike fluffy ting. Det tok den første generasjonen stjerner, som dannet seg fra disse grunnleggende byggesteinene, å syntetisere mer kompliserte elementer som karbon, oksygen, svovel og lignende via kjernefusjon i kjernene.
Da stjernene eksploderte som supernovaer, ble ikke bare disse splitter nye elementene sprengt ut i verdensrommet, men den enorme varmen og trykket under eksplosjonen bygde enda tyngre elementer som gull, kobber, kvikksølv og bly. Alle ble innlemmet i en andre generasjon stjerner. Og en tredje.
De 2% av stjernelagde elementer, som blant annet inkluderer karbon, oksygen, nitrogen og silisium, gikk for å bygge planetene og ble senere essensielle for livet. Vi er laget av sterkt bearbeidet materiale du og I. Atomene til vesenene våre har vært inn og ut av kjernen til flere generasjoner med stjerner. Tenk på dette godt og hardt, og du kan komme i kontakt med din egen "indre stjerne".
La oss gjenskape spørsmålet om eksotiske materialer i verdensrommet som ikke finnes på jorden. I stedet for elementer, hvis vi ser på forbindelser, treffer vi paydirt. En forbindelse er også et rent stoff, men består av to eller flere kjemiske elementer som er koblet sammen. Kjente forbindelser inkluderer vann (to hydrogener som er forbundet med ett oksygen) og salt (ett natrium og ett klor).
Astronomer har funnet om220 forbindelser eller molekyler i det ytre rom mange av dem med søsken på jorden, men noen fremmede. Vi trenger ikke se langt etter å finne dem siden noen få har blitt levert rett utenfor døren som steinete pakker kalt meteoritter. Her er en kort liste overnye mineraler som dannet seg i asteroider (der meteoritter har sin opprinnelse) under forhold som er veldig forskjellige fra de som finnes på jorden:
* Barringerite - en metallisk forbindelse laget av jern, nikkel og fosfor
* Oldhamite - brunt mineral laget av kalsium, magnesium og svovel
* Kosmochlor - grønt mineral som inneholder kalsium, krom, silisium og oksygen
Hva med nye ting på planeter og kometer? Astronomer har oppdaget forbindelser i atmosfærene til de gigantiske planetene Jupiter, Saturn, Uranus og Neptune somsilan (Silisium-hydrogen),arsine (arsen-hydrogen) ogfosfin (fosfor-hydrogen) som ikke finnes naturlig på jorden. Mennesker har skapt alle tre i laboratoriet og brukt dem til god bruk i forskjellige bransjer, inkludert produksjon av halvledere.
Og så er det detBrownleeite, et mangansilicid funnet i 2003 i en støvpartikkel som er kastet av kometen 26P / Grigg-Skjellerup. Når de beveger seg utover solsystemet, ser astronomer uvanlige langkjedede karbonmolekyler i verdensrommet som ikke kunne dannes på jorden fordi oksygen ville rive dem fra hverandre. Plass er deres sikre havn.
Så, Jorden er stedet i universet der du finner mer eksotiske elementer enn andre steder. Takket være menneskelig aktivitet og de kompliserte molekylene som vikles sammen for å danne liv, er Jordens det mest eksotiske sted i universet.
