Minu ühenduse astronoomiaklasside õpilased küsivad minult sageli, kas kosmosest on leitud uusi elemente, mis pole Maal tundmatud. Vastus küsimusele on eitav - loodus kasutab samu 98 looduslikku elementi, moodustades kõike alates tuttavatest tähtedest ja planeetidest kuni kõige kaugemates galaktikates olevatega. Väljaspool juhuslikku ühendit või mineraali on Maa koht, kus leiate eksootilisemaid elemente kui kusagil mujal universumis.
Element on puhas aine, mis koosneb ainult ühte tüüpi aatomist. See, mis eristab ühte elementi teisest, on selle aatomite tuumades prootonite arv. Kõik kuue prootoniga aatomid on alati süsinikud, 79 prootone kuldsed, 94 prootonid on plutooniumi ja 1 prootilised vesinikuaatomid. Prootonite arv on ka elemendi omaaatomnumberkohtaelementide perioodiline tabel. Tabelis olevad elemendid on paigutatud vastavalt nende aatomnumbrile.
Kaks kõige tavalisemat elementi on vesinik ja heelium, perioodilise tabeli numbrid 1 ja 2; koos moodustavad nad 98% kogu universumi nähtavast ainest. Ülejäänud 2% sisaldab kõike muud alates kergestliitium (number 3) lõpunikalifornium (98), kõige raskem looduslik element, mida leidub Maal ja tähtedes. Kalifornium on ebastabiilne ja laguneb lihtsamaks. Kuigi teadlased teevad seda laboris pommitamise teelberkelium (97) neutronitega leitakse selle väga haruldase elemendi mikrokoguseid looduslikult rikastes uraanimaardlates.
Kui ma keskkoolis õppisin keemiat, lõppes elementide perioodiline tabel Lawrenciumis (103). Praegu on 118 elementi, millest viimane on laboris loodudununoctium (sina-ei-NOC-tee-um). Tegelikult on kõik elemendid, mis jäävad kaugemale kui 98, kunstlikud, tuumareaktorites või osakeste kiirendi katsetes ellu viidud. Nad elavad väga lühikest elu. Nii palju positiivselt laetud prootoneid tuumades üksteise vastu surudes lagunevad need elemendid protsessis, mida nimetatakseradioaktiivne lagunemine.
Suure paugu ajal, mil universum eksisteeris, keetti ainult lihtsaimad elemendid - vesinik, heelium ja vähim kogus liitiumi. Sellistest kohevatest asjadest ei saa planeeti üles ehitada. Neist põhilistest ehitusplokkidest moodustunud tähtede esimene põlvkond keerukamate elementide, näiteks süsiniku, hapniku, väävli jms sünteesimiseks nende südamikes.
Kui tähed plahvatasid supernoovadena, ei plahvatanud need uhiuued elemendid mitte ainult kosmosesse, vaid tohutu kuumus ja rõhk plahvatuse ajal ehitasid veelgi raskemaid elemente nagu kuld, vask, elavhõbe ja plii. Kõik liideti teise põlvkonna tähtedega. Ja kolmandik.
2% tähtedest valmistatud elementidest, mille hulka kuuluvad muu hulgas süsinik, hapnik, lämmastik ja räni, läksid planeete ehitama ja muutusid hiljem eluks hädavajalikuks. Meie ja teie mina oleme valmistatud kõrgelt töödeldud materjalist. Meie olendite aatomid on olnud mitme põlvkonna tähtede tuumast ja sees. Mõelge sellele heale ja raskele ning võite lihtsalt kontakti saada omaenda sisemise tähega.
Mõõtkem ümber küsimus eksootiliste materjalide kohta kosmoses, mida Maal pole. Elementide asemel, kui vaadata ühendeid, tabab meid maksed. Ühend on samuti puhas aine, kuid koosneb kahest või enamast omavahel ühendatud keemilisest elemendist. Tuttavate ühendite hulka kuuluvad vesi (kaks vesinikku, mis on ühendatud ühe hapnikuga) ja sool (üks naatrium ja üks kloor).
Astronoomid on leidnud umbes220 ühendit või molekule kosmoses, paljud neist koos õdede-vendadega Maal, aga mõned võõrad. Me ei pea nende leidmiseks kaugele vaatama, kuna mõned neist on toimetatud otse meie uksele kiviste pakkidena, mida nimetatakse meteoriitideks. Siin on lühike loenduued mineraalid mis moodustusid asteroidides (kust pärinevad meteoriidid) tingimustes, mis erinevad Maa peal leiduvatest tingimustest:
* Barringeriit - metallist ühend, mis on valmistatud rauast, niklist ja fosforist
* Oldhamiit - pruun mineraal, mis on valmistatud kaltsiumist, magneesiumist ja väävlist
* Kosmokloor - roheline mineraal, mis sisaldab kaltsiumi, kroomi, räni ja hapnikku
Kuidas oleks lood planeetide ja komeetide uue kraamiga? Astronoomid on avastanud ühendeid hiidplaneetide Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni atmosfäärides nagusilaan (räni-vesinik),arsiin (arseen-vesinik) jafosfiin (fosfor-vesinik), mida Maa peal looduslikult ei eksisteeri. Inimesed on laboris loonud kõik kolm ja kasutanud neid erinevates tööstusharudes, sealhulgas pooljuhtide valmistamisel.
Ja siis on olemasBrownleeite, 2003. aastal komeedi 26P / Grigg-Skjellerupi poolt levinud tolmuosakestest leitud mangaansilitsiid. Päikesesüsteemist kaugemale liikudes näevad astronoomid kosmoses ebaharilikke pikaahelalisi süsiniku molekule, mis ei saaks Maal moodustuda, sest hapnik rebiks neid laiali. Kosmos on nende turvapaik.
Niisiis, Maa on asukoht universumis, kus leiate rohkem eksootilisi elemente kui kusagil mujal. Tänu inimtegevusele ja keerukatele molekulidele, mis elu moodustamiseks kokku keerlevad, on Maa universumi kõige eksootilisem koht.
