Universet, en stor producent af ædelmetaller

Kosmos fungerer som et perfekt og enormt genbrugssystem, hvor intet går tabt. Ved slutningen af sit liv vil Solen opsluge Jorden, og de elementer, der danner den, vil indgå i den næste generation af stjerner.

Universet, en stor producent af ædelmetaller
Kosmos fungerer som et perfekt og enormt genbrugssystem, hvor intet går tabt. Foto: NASA / Unsplash

Materialer som guld, sølv, zirconium, cadmium, platin og tin, der er højt værdsat af mennesker i smykker eller barrer, produceres i eksplosioner i forbindelse med neutronstjerner, som kaster dem ud i rummet, hvor de smelter sammen med planeter i deres dannelsesfase.

Universet er som et perfekt genbrugssystem, hvor intet går tabt. Når Jorden bliver ædt af Solen, vil det, der bliver tilbage af vores atomer, blive til den næste generation af stjerner.

Atom er et ord af græsk oprindelse, som betyder "kan ikke skæres", fordi det blev betragtet som udeleligt, men i dag ved man, at det består af flere dele kaldet elektroner, protoner og neutroner. Disse kan igen opdeles i de såkaldte elementarpartikler, kvarker.

Afhængigt af mængden af disse grundstoffer får de forskellige navne som f.eks. brint, helium, bly, guld eller magnesium, hvilket er vigtigt at vide, fordi menneskekroppen, altså vi, består af atomer som ilt (65 procent), brint (9,5 procent) og calcium (1,5 procent), blandt andre, hovedsageligt af de såkaldte lette atomer.

Dette indebærer, at Jorden også har disse og flere, men at ilt dominerer, efterfulgt af silicium og aluminium. Når man observerer Solsystemet, er det mest rigelige imidlertid hydrogen efterfulgt af helium, som er tusind gange rigeligere end oxygen, hvilket er interessant, fordi det er noget relativt nyt, da det blev opdaget efter Anden Verdenskrig.

Hvordan eller hvorfra opstår disse grundstoffer?

Det mest accepterede svar til dato er Big Bang eller en stor eksplosion, der fandt sted for 13 milliarder år siden, da et tidligere univers eksploderede, og i begyndelsen var der kun elementarpartikler eller kvarker, der gradvist afkøledes, forenedes og skabte protoner, neutroner, grundatomer: brint, helium og lithium ... intet andet.

Så hvor kommer de andre grundstoffer fra? Her ligger nøglen i dannelsen af gigantiske gasskyer, hovedsagelig brint, hvor der er tættere områder, som har tendens til at kollapse (gennem millioner af år) og give anledning til stjerner.

I dem opstår der kernereaktioner, som omdanner brint til helium, frigiver energi og gør dem varme; det vil sige, at det er en enorm ovn, der producerer helium i milliarder af år; Solen har udført dette arbejde i 4,5 milliarder år og har i øjeblikket mere af dette grundstof end brint.

Efterhånden som solen skal smelte mere og mere helium, vil den øge sin temperatur, producere kulstof og blive en rød kæmpe. Dens størrelse, som i øjeblikket er ca. 1 procent af afstanden mellem Solen og Jorden (astronomisk enhed eller AU), vil vokse til to AU, og vores planet vil blive opslugt.

For Jorden indebærer dette, at temperaturen vil stige, atmosfæren vil fordampe, og på kort tid vil de materialer, der danner os, smelte med Solen, men dette vil ske om 4,5 milliarder år, præciserede specialisten i studiet af gammastråler og supernovaer.

Når arbejdet i denne enorme atomovn er færdigt, vil stjernen blive en hvid dværg, og de materialer, den har produceret (kulstof og ilt), vil flyve væk, som det er observeret i planetariske tåger.

Men Solen er ikke den største, der findes stjerner, der er op til 25 gange mere massive; det vil sige, at de har større masse, er varmere og kan producere tungere grundstoffer som neon og silicium, og faktisk skaber de normalt en jernkerne i deres centrum.

Når de ikke længere kan opretholde denne proces, vokser de i størrelse og dør i form af supernovaer, og som det forventes af stjernen, kaster de disse grundstoffer ud i rummet, som det er set i resterne af Krabbenæbelen, der vides at være eksploderet i 1054, som det er registreret af kinesiske astronomer.

De tungeste stoffer produceres i de såkaldte neutronstjerner, hvis dimensioner kan være endnu mindre end Mexico City, men da de er meget tætte, er en teskefuld af deres materiale lige så tungt som en elefant.

De mest massive af dem lever parvis, hvilket gør det muligt at studere dem ud over de forskellige spektrer af lys. For nylig begyndte LIGO-projektet at analysere dem gennem gravitationsbølger, der i 2017 var i stand til at fange fusionen af to neutronstjerner eller kilonovae, som de også kaldes, en proces, hvor der dannes grundstoffer tungere end jern.

Forestil dig, at der i denne begivenhed, der blev observeret i 2017, blev der produceret mere end en jordmasse (den masse, der udgør Jorden) af guld, så forestil dig den mængde tunge grundstoffer, der produceres i disse objekter.