غالبًا ما يسألني الطلاب في فصولي لتعليم الفلك في المجتمع ما إذا تم العثور على أي عناصر جديدة في الفضاء الخارجي غير معروفة على الأرض. الجواب على السؤال هو لا - تستخدم الطبيعة نفس العناصر الطبيعية 98 لتصميم كل شيء من النجوم والكواكب المألوفة إلى تلك الموجودة في أبعد المجرات التي نراها. خارج مجمع عرضي أو معدن ، الأرض هي المكان الذي ستجد فيه عناصر غريبة أكثر من أي مكان آخر في الكون.
العنصر هو مادة نقية مصنوعة من نوع واحد فقط من الذرة. ما يميز عنصر واحد عن الآخر هو عدد البروتونات في نوى ذراتها. أي ذرة تحتوي على ستة بروتونات ستكون دائمًا كربون ، 79 بروتونًا ذهبيًا ، 94 بروتون بلوتونيوم و 1 بروتون هيدروجين. رقم البروتون هو أيضًا العنصرالعدد الذريعلى الالجدول الدوري للعناصر. يتم ترتيب العناصر في الجدول وفقًا لعددها الذري.
العنصران الأكثر شيوعًا هما الهيدروجين والهيليوم ، الرقمان 1 و 2 في الجدول الدوري ؛ يشكلون معًا 98٪ من جميع المواد المرئية في الكون. 2 ٪ المتبقية تشمل كل شيء آخر من الوزن الخفيفالليثيوم (رقم 3) على طول الطريق حتىكاليفورنيا (98) ، أثقل عنصر طبيعي موجود على الأرض وفي النجوم. كاليفورنيوم غير مستقر و "يتحلل" إلى عناصر أبسط. على الرغم من أن العلماء يقومون بذلك في المختبر عن طريق القصفالبريكيوم (97) مع النيوترونات ، توجد كميات ضئيلة من هذا العنصر النادر جدًا بشكل طبيعي في رواسب اليورانيوم الغنية.
عندما كنت في المدرسة الثانوية أدرس الكيمياء ، انتهى الجدول الدوري للعناصر في Lawrencium (103). يوجد حاليًا 118 عنصرًا ، أحدثها تم إنشاؤه في المختبرأونوكتيوم (you-nah-NOC-tee-um). في الواقع ، جميع العناصر التي تتجاوز 98 هي اصطناعية ، تم جلبها إلى الحياة في المفاعلات النووية أو في تجارب معجل الجسيمات. إنهم يعيشون حياة قصيرة للغاية. مع وجود الكثير من البروتونات ذات الشحنة الموجبة التي تدفع بعضها البعض في نواتها ، تتفكك هذه العناصر بسرعة إلى عناصر أبسط في عملية تسمىالاضمحلال الإشعاعي.
في وقت الانفجار العظيم ، عندما نشأ الكون إلى الوجود ، تم طهي العناصر الأبسط فقط - الهيدروجين والهيليوم وكميات ضئيلة من الليثيوم. لا يمكنك بناء كوكب من هذه الأشياء الرقيقة. استغرق الأمر الجيل الأول من النجوم ، التي تشكلت من كتل البناء الأساسية هذه ، لتوليف العناصر الأكثر تعقيدًا مثل الكربون والأكسجين والكبريت وما شابه عن طريق الاندماج النووي في نوىها.
عندما انفجرت النجوم على شكل مستعرات أعظمية ، لم تنفجر هذه العناصر الجديدة تمامًا في الفضاء فحسب ، بل إن الحرارة والضغط الهائلين أثناء الانفجار بنى عناصر أثقل مثل الذهب والنحاس والزئبق والرصاص. أصبحت جميعها مدمجة في الجيل الثاني من النجوم. والثالث.
ذهب 2 ٪ من العناصر النجمية ، والتي تشمل الكربون والأكسجين والنيتروجين والسيليكون وغيرها ، لبناء الكواكب وأصبحت لاحقًا ضرورية للحياة. لقد تم صنعنا من مادة عالية المعالجة أنت وأنا. ذرات كائناتنا كانت تدخل وتخرج من نوى عدة أجيال من النجوم. فكر في هذا الشيء الجيد والصعب وقد تتواصل مع "نجمك الداخلي".
لنعيد صياغة السؤال حول المواد الغريبة في الفضاء غير الموجودة على الأرض. بدلاً من العناصر ، إذا نظرنا إلى المركبات ، فإننا نضرب paydirt. المركب هو أيضًا مادة نقية ولكنه يتكون من عنصرين كيميائيين أو أكثر مترابطين معًا. تشتمل المركبات المألوفة على الماء (هيدروجينان مرتبطان بأكسجين واحد) والملح (صوديوم واحد وكلور واحد).
لقد وجد علماء الفلك حول220 كمباوند أو جزيئات في الفضاء الخارجي الكثير منها مع أشقاء على الأرض ولكن بعض الكائنات الفضائية. لا يتعين علينا أن ننظر بعيدًا للعثور عليهم حيث تم تسليم عدد قليل منهم إلى عتبة بابنا كحزم صخرية تسمى النيازك. إليك قائمة قصيرة منمعادن جديدة التي تشكلت داخل الكويكبات (حيث تنشأ النيازك) في ظروف مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة على الأرض:
* Barringerite - مركب معدني مصنوع من الحديد والنيكل والفوسفور
* أولدهامايت - معدن بني مصنوع من الكالسيوم والمغنيسيوم والكبريت
* Kosmochlor - معدن أخضر يحتوي على الكالسيوم والكروم والسيليكون والأكسجين
ماذا عن الأشياء الجديدة على الكواكب والمذنبات؟ اكتشف الفلكيون مركبات في أجواء الكواكب العملاقة مثل المشتري وزحل وأورانوس ونبتون.سيلاني (سيليكون الهيدروجين) ،ارسين (الزرنيخ-الهيدروجين) والفوسفين (الفوسفور والهيدروجين) التي لا توجد بشكل طبيعي على الأرض. لقد ابتكر البشر الثلاثة في المختبر ووضعوها في الاستخدام الجيد في مختلف الصناعات بما في ذلك تصنيع أشباه الموصلات.
ثم هناكبراونليت، مبيد سيليكات المنغنيز تم العثور عليه في عام 2003 في جزيء الغبار الذي ألقى به المذنب 26P / Grigg-Skjellerup. بالانتقال إلى ما وراء النظام الشمسي ، يرى الفلكيون جزيئات كربون غير مقيدة طويلة السلسلة في الفضاء لا يمكن أن تتشكل على الأرض لأن الأكسجين سيمزقها. الفضاء هو ملاذهم الآمن.
لذا ، فإن Earth هي الموقع في الكون حيث ستجد عناصر غريبة أكثر من أي مكان آخر. بفضل النشاط البشري والجزيئات المعقدة التي تجرح معًا لتكوين الحياة ، فإن الأرض هي المكان الأكثر غرابة في الكون.
