Stelele masive creează carbon, dar și straturi de oxigen, nitrogen şi fier.
Când nucleul conţine doar fier, fuziunea încetează şi are loc colapsarea, ca urmare a gravitaţiei enorme. Steaua atinge temperaturi enorme, explodând (supernovă).
Probabil ați auzit această cvasi-metaforă, care-și are originea, din câte știu, într-o expresie a faimosului om de știință american Carl Sagan, conform căreia suntem formați din „praf de stele”, însemnând că parte din atomii din organismul nostru, atomii „grei”, care nu au fost formați la scurt timp după apariția universului, au fost creați în procese care au avut loc în stele.
Despre cum au apărut atomii grei, am scris în alte articole (Originea celor mai răspândite elemente chimice din univers și Originea elementelor din tabelul periodic) și nu o să reiau aici cele menționate acolo.
Întrebarea la care încerc un răspuns este: cum anume au ajung atomii grei, creați în procese stelare, pe Terra și în organismul nostru? Cum au ajuns atomii cu mulți protoni, precum aurul (79 de protoni) sau platina (78 de protoni) pe Terra? Pentru că aceștia nu vin din Soare, ci din alte stele. Soarele, către finalul „vieții”, va ajunge să formeze atomi de carbon și de oxigen, fuzionând atomi de heliu; dar nu încă.
Înainte de a trece la subiect, două scurte observații cu privire la răspândirea atomilor în univers, în Soare și în corpul uman:
- compoziția universului: 75% - hidrogen; 23% - heliu; 2% - alte elemente.
- compoziția Soarelui: 73,5% - hidrogen; 25% - heliu; 2% - alte elemente (oxigen, carbon, fier, neon, azot, siliciu, magneziu etc.).
- compoziția corpului uman: 65% - oxigen; 18% - carbon; 10% - hidrogen; 3% - azot; 2% - calciu; 1% - fosfor; 1% - alte elemente.
→ Citește și: De ce fierul omoară stelele?
Cum a ajuns „praful de stele” pe Terra?
Întâi, lucrul evident: atunci când s-a format sistemul nostru solar, cu circa 4,5 miliarde de ani în urmă, aceste elemente erau în zona „noastră” (adică unde s-a format Soarele și sistemul solar). Iar la peste 3,5 miliarde de ani după formarea planetei noastre, acești atomi au ajuns să contribuie la dezvoltarea vieții.
→ Citește și: Sistemul solar la scară (unde veți găsi o reprezentare grafică unică, în care corpurile cerești chiar sunt reprezentare la scară: dimensiunea relativă și distanța relativă)
Dacă acești atomi erau deja prezenți la formarea sistemului solar, înseamnă că au fost formați înainte, în stele care au trecut prin ciclul de viață „normal” și au expulzat aceste elemente în spațiu.
→ Citește și: Ciclul de viață al unei stele
Atunci când o stea își epuizează resursa de oxigen, poate produce o explozie extraordinară, denumită supernovă. Explozia este atât de puternică, încât lumina acesteia poate eclipsa întreaga galaxie din care face parte, pentru un observator îndepărtat. Această explozie este însoțită de distribuirea unei mari cantități de praf și gaz stelar în cosmos.
Aceste coloane de gaz pe care le puteţi vedea în imaginea NASA din 2014 se află în centrul Nebuloasei Vulturul (o nebuloasă este un uriaș nor de gaz interstelar și silicați în formă de praf interstelar), care este situată într-unul dintre braţele Căii Lactee, la circa 7 mii de ani-lumină de noi. În Nebuloasa Vulturul au loc procese de formare de stele noi, acesta fiind şi motivul pentru care imaginea a primit denumirea de „Coloanele creaţiei”.
Fotografia a fost creată pe baza a trei imagini originale: una pe baza luminii emise de oxigen (albastrul din imagine), una pe baza luminii emise de hidrogen (verde) şi una pe baza luminii emise de sulf (roşu).
Supernove și kilonove
Cum spuneam, când stelele explodează (supernove), acestea produc atomi grei, dar, din câte se cunoaște, nu sunt produse cantități mari.
Dar există un alt tip de explozie, denumită „kilonovă”, care este rezultatul coliziunii dintre două stele neutronice (care sunt rămășițe ultra-dense ale unor stele moarte). O kilonovă se consideră că produce mari cantități de atomi grei.
Cu ajutorul telescopului spațial James Webb NASA/ ESA/ CSA a fost observată recent o explozie de raze gama deosebit de strălucitoare, GRB 230307A, și kilonova asociată.
Kilonovele, explozii produse în urma fuziunii dintre o stea neutronică și o gaură neagră sau dintre două stele neutronice, sunt extrem de rare, ceea ce face dificilă observarea acestor evenimente.
Dar se pare că majoritatea kilonovelor au loc în extremitățile galaxiilor, spre deosebire de supernove, care au loc în regiunile din galaxie unde se nasc stele. Și atunci cum au ajuns acești atomi în zona sistemului nostru solar?
→ Citește și: Stelele se pot transforma în planete
Opinia curentă este că sunt două căi posibile: fie printr-o difuzie lentă a materialului expulzat în urma exploziei (kilonova), fie printr-un flux enorm de gaze care se deplasează prin galaxie.
Așadar, dacă este să oferim un răspuns succint la întrebarea din titlu, parte din atomii care formează Terra sunt rezultatul unor supernove, iar parte, în special atomii cei mai grei, sunt rezultatul unor kilonove. Toți acești atomi au călătorit, cumva, distanțe enorme prin spațiu, până când au fost „capturați” de planeta noastră, în plină formare, în procesul de creație a sistemului nostru solar.
→ Citește și:
· Universul este în ultima sa eră, a energiei întunecate
precum și seria dedicată formării și evoluției universului:
· Formarea și evoluția structurii universului. (1) Galaxiile
· Formarea și evoluția structurii universului. (2) Roiurile de galaxii, vidurile și filamentele galactice
· Formarea și evoluția structurii universului. (3) Istoria evoluției universului, pe scurt
Cum s-au format atomii de aur?
Inspirat de How heavy elements such as gold and platinum reach our galaxy și The dispersion of elements
