Het heelal, een grote producent van edele metalen

De kosmos werkt als een volmaakt en enorm recyclingsysteem waar niets verloren gaat. Aan het einde van haar leven zal de zon de aarde opslokken; de elementen die haar vormen zullen deel uitmaken van de volgende generatie sterren.

Het heelal, een grote producent van edele metalen
De kosmos werkt als een perfect en enorm recyclingsysteem waar niets verloren gaat. Foto: NASA / Unsplash

Materialen zoals goud, zilver, zirkonium, cadmium, platina of tin, die door de mens zeer worden gewaardeerd in juwelen of ingots, worden geproduceerd in explosies die verband houden met neutronensterren die ze de ruimte in slingeren waar ze samensmelten met planeten in hun vormingsstadium.

Het heelal is als een perfect recyclingsysteem waar niets verloren gaat. Wanneer de aarde door de zon wordt opgevreten, zal wat er van onze atomen overblijft, de volgende generatie sterren worden.

Atoom is een woord van Griekse oorsprong, dat "kan niet worden gesneden" betekent omdat het als ondeelbaar werd beschouwd, maar tegenwoordig weet men dat het uit verschillende delen bestaat die elektronen, protonen en neutronen worden genoemd. Deze kunnen op hun beurt worden onderverdeeld in de zogenaamde elementaire deeltjes, quarks.

Afhankelijk van de hoeveelheid van deze elementen krijgen ze verschillende namen zoals waterstof, helium, lood, goud of magnesium, wat belangrijk is om te weten omdat het menselijk lichaam, wij dus, bestaat uit atomen zoals zuurstof (65 procent), waterstof (9,5 procent) en calcium (1,5 procent), onder andere, hoofdzakelijk van de zogenaamde lichte atomen.

Dit impliceert dat de Aarde ook deze en meer heeft, maar dat zuurstof overheerst, gevolgd door silicium en aluminium. Wanneer we echter naar het zonnestelsel kijken, is waterstof het meest overvloedig, gevolgd door helium, dat duizend keer overvloediger is dan zuurstof, wat interessant is omdat het iets betrekkelijk recents is, aangezien het na de Tweede Wereldoorlog werd ontdekt.

Hoe of waaruit ontstaan deze elementen?

Het meest geaccepteerde antwoord tot nu toe is de Big Bang of een grote explosie die 13 miljard jaar geleden plaatsvond toen een eerder heelal explodeerde en in het begin waren er alleen elementaire deeltjes of quarks die geleidelijk afkoelden, zich verenigden en protonen, neutronen en basisatomen creëerden: waterstof, helium en lithium... verder niets.

Dus waar komen de andere elementen vandaan? Hier ligt de sleutel in de vorming van gigantische gaswolken, voornamelijk waterstof, waar zich dichtere gebieden bevinden die de neiging hebben in elkaar te storten (gedurende miljoenen jaren) waaruit sterren ontstaan.

Daarbinnen ontstaan kernreacties die waterstof in helium omzetten, waarbij energie vrijkomt en waardoor ze heet worden; het is dus een enorme oven die gedurende miljarden jaren helium produceert; de zon doet dit werk al 4,5 miljard jaar en heeft momenteel meer van dit element dan van waterstof.

Naarmate de zon meer en meer helium moet doen smelten, zal zij haar temperatuur verhogen, koolstof produceren en een rode reus worden. Haar omvang, die momenteel ongeveer 1 procent bedraagt van de afstand tussen de zon en de aarde (astronomische eenheid of AE), zal groeien tot twee AE en onze planeet zal worden opgeslokt.

Voor de Aarde betekent dit dat de temperatuur zal stijgen, de atmosfeer zal verdampen en in korte tijd zullen de materialen die ons vormen met de Zon versmelten, maar dit zal gebeuren over 4,5 miljard jaar, verduidelijkte de specialist in de studie van gammastralen en supernovae.

Wanneer het werk van deze enorme nucleaire oven is voltooid, zal de ster een witte dwerg worden en zullen de materialen die hij heeft voortgebracht (koolstof en zuurstof) wegvliegen, zoals wordt waargenomen in planetaire nevels.

Maar de zon is niet de grootste, er zijn sterren die tot 25 keer massiever zijn; dat wil zeggen dat ze meer massa hebben, heter zijn en zwaardere elementen kunnen produceren, zoals neon en silicium, en in feite maken ze meestal een ijzeren kern in hun centrum.

Wanneer zij dit proces niet langer kunnen volhouden, worden zij groter en sterven in de vorm van supernovae en, zoals van een ster wordt verwacht, werpen zij deze elementen de ruimte in, zoals is gezien in de overblijfselen van de Krabnevel waarvan bekend is dat hij in 1054 is geëxplodeerd, zoals door Chinese astronomen is opgetekend.

De zwaarste worden geproduceerd in de zogenaamde neutronensterren, waarvan de afmetingen zelfs kleiner kunnen zijn dan Mexico Stad, maar die zeer dicht zijn, zodat een theelepel van hun materiaal zo zwaar is als een olifant.

De meest massieve sterren leven in paren, wat hun studie mogelijk maakt buiten de verschillende lichtspectra. Onlangs is het LIGO-project begonnen ze te analyseren door middel van zwaartekrachtgolven die in 2017 de fusie van twee neutronensterren of kilonovae, zoals ze ook worden genoemd, konden vastleggen, een proces waarin elementen zwaarder dan ijzer worden gevormd.

Stel je voor dat bij deze gebeurtenis die in 2017 werd waargenomen, meer dan een aardmassa (de massa waaruit de aarde bestaat) aan goud werd geproduceerd, dus stel je de hoeveelheid zware elementen voor die in deze objecten worden geproduceerd.