Uimitoarea naştere şi evoluţie a materiei în Univers: cum au apărut elementele din cosmos

„Universul a trecut prin schimbări foarte interesante, unde dintr-o dată tabelul periodic al elementelor – numărul total de elemente din Univers – s-a schimbat dramatic”, a precizat Jennifer Johnson, profesor de astronomie la The Ohio State University şi autorul principal al studiului. „Timp de 100 de milioane de ani după Big Bang, nu era nimic în afară de hidrogen, heliu şi litiu. Dar apoi, am început să avem carbon, oxigen şi alte elemente importante. Acum, ne aflăm în zilele de glorie ale tabelului periodic”, a adăugat cercetătoarea.

Tabelul a crescut şi în cunoaşterea ştiinţifică pe măsură ce noi elemente au fost descoperite sau au fost sintetizate în laborator, dar noţiunea de bază a lui Dmitri Mendellev cu privire la masa atomică a rămas aceeaşi, scrie Phys.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

La doar 15 minute după Big Bang, doar trei elemente se formaseră: hidrogen, heliu şi litiu. Credit: Jennifer Johnson

Nucleosinteza – procesul de creare a unui nou element – a început cu Big Bang, acum 13,7 miliarde de ani. De asemenea, cele mai uşoare elemente din Univers, hidrogen şi heliu, au fost primele care au apărut. Dar elementele mai grele sunt în mare parte produsul vieţii şi morţii stelelor.

Johnson a precizat că stele cu masă mare, inclusiv unele din constelaţia Orion aflată la 1.300 de ani lumină de Terra, fuzionează elemente mult mai rapid decât stele cu masă mai mică. Aceste stele masive fuzionează hidrogen şi heliu în carbon, apoi carbonul în magneziu, sodiu şi neon. Stelele cu masă mare mor prin explodarea în supernove, eliberând elemente – de la oxigen la siliciu la seleniu – în spaţiul din jurul lor.

După 100 de milioane de ani, fisiunea radiaţiei cosmice şi mai ales explozia primelor stele masive au dus la formarea elementelor mai grele, precum cele care se află la temelia vieţii: oxigenul, carbonul, azotul şi sulful. Credit: Jennifer Johnson

Stelele mai mici, precum Soarele nostru, fuzionează hidrogen şi heliu în miezurile lor. Heliul fuzionează în carbon. Când stelele mici mor, lasă în urmă stele pitice albe. Acestea sintetizează alte elemente când se contopesc şi explodează. O pitică albă care explodează trimite calciu şi fier în spaţiul din jurul acesteia.

La o vârstă de 200 de milioane de ani, Universul avea deja majoritatea elementelor din tabelul periodic. Metale precum aurul şi argintul şi-au făcut apariţia în spaţiul cosmic în urma contopirii stelelor neutronice. Credit: Jennifer Johnson

Stele neutronice care se contopesc pot crea rodiul şi xenonul. Şi pentru că, precum oamenii, stelele trăiesc şi mor la timpuri diferite – şi pentru că diferite elemente sunt produse pe măsură ce steaua trece prin viaţa şi moartea sa – compoziţia Universului se schimbă în timp.

După 8 miliarde de ani de la Big Bang, au apărut izotopi foarte radioactivi, precum poloniul şi radonul. De asemenea, moartea stelelor cu masă mică şi explozia piticelor albe au devenit surse alternative pentru multe elemente deja existente în Univers. Credit: Jennifer Johnson 

„Un aspect care îmi place este că e nevoie de mai multe procese diferite pentru stele de a crea elemente, iar aceste procese sunt distribuite în mod interesant în tabelul periodic. Când ne gândim la toate elementele din Univers, este interesant să ne gândim câte stele au murit – şi nu doar stelele masive care au explodat în supernove. Au fost şi unele stele precum Soarele şi alte stele mai bătrâne. Este nevoie de o varietate de stele pentru a ne da elementele”, a conchis Johnson.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Un studiu recent rescrie tot ce ştim despre formarea elementelor grele în univers

Noi informaţii dezvăluie modul în care au fost create elementele grele după Big Bang

Mistere încă neelucidate ale Universului. Teoria câmpului celest

Un număr uriaş de stele cu o masă de 200 de ori mai mare decât cea a Soarelui a fost descoperit într-o galaxie vecină