Вот о чём стоит задуматься: средний взрослый человек состоит из 7 октиллионов (7 с 27 нулями) атомов, и большинство из них — атомы водорода, самого распространённого элемента во Вселенной, родившиеся в горниле Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад.
Остальные атомы выкованы древними звёздами, сливавшимися и взрывавшимися миллиарды лет спустя после формирования Вселенной, и лишь крошечную часть можно приписать космическим лучам — высокоэнергетическому излучению, которое в основном происходит из-за предел Солнечной системы.
Как однажды сказал знаменитый Карл Саган:
«Азот в нашей ДНК, кальций в наших зубах, железо в нашей крови, углерод в наших яблочных пирогах были созданы в недрах сверхновых. Мы сделаны из звёздного вещества».
Чтобы дать вам лучшее представление о том, откуда взялись ингредиенты для каждого живого человека, Дженнифер А. Джонсон, астроном из Университета штата Огайо, придумала новую периодическую таблицу, которая раскладывает все элементы в соответствии с их происхождением:
Чтобы сохранить актуальность для человеческого тела, Джонсон объясняет, что она исключила ряд элементов из нижней части.
«Tc, Pm и элементы после U не имеют долгоживущих или стабильных изотопов. Я проигнорировала элементы после U на этой диаграмме, но не включать Tc и Pm выглядело странно, поэтому я добавила их серым цветом», — объясняет Джонсон.
Новая периодическая таблица основана на работе, которую Джонсон и её коллега, астроном Инесе Иванс из Университета Юты, проделали ещё в 2008 году — проект, рождённый из равных долей разочарования и прокрастинации.
Как видно из оригинальной версии, с тех пор её довольно хорошо привели в порядок:
«Вот что происходит, когда вы даёте двум астрономам, уставшим напоминать всем, какие элементы относятся к какому процессу в периодической таблице, набор маркеров и время, когда они должны были слушать доклады», — признаётся Джонсон.
Периодическая таблица работает, определяя шесть источников элементов в наших телах, и разбивает их на процессы во Вселенной, которые могут порождать новые атомы: синтез после Большого взрыва; столкновение космических лучей; слияние нейтронных звёзд; взрывы массивных звёзд; гибель звёзд малой массы; и взрывы белых карликов.
То, как соответствующие цвета заполняют клетки элементов, приблизительно показывает, какая доля этого элемента является результатом различных космических событий.
Таким образом, вы можете видеть, что такие элементы, как кислород (O), магний (Mg) и натрий (Na), возникли в результате гигантских взрывов массивных звёзд, называемых сверхновыми, которые происходят в конце жизни звезды, когда у неё либо заканчивается топливо, либо накапливается слишком много вещества.
Невероятное количество энергии и нейтронов, высвобождаемое при этом, позволяет производить элементы — процесс, известный как нуклеосинтез — и распределять их по всей Вселенной.
А вот такие распространенные элементы, как углерод (C) и азот (N), существуют в основном благодаря звёздам малой массы, заканчивающим свою жизнь в виде белых карликов.
Странные элементы бор (B) и бериллий (Be), а также некоторые изотопы лития (Li) уникальны по своему происхождению, потому что они являются результатом воздействия высокоэнергетических частиц, называемых космическими лучами, которые проносятся через нашу галактику почти со скоростью света.
Большинство космических лучей происходят из-за пределов Солнечной системы, а иногда даже из-за пределов Млечного Пути, и когда они сталкиваются с определёнными атомами, рождаются новые элементы.
Интересно, что литий является частью причины, по которой Джонсон вообще решила распространить эту новую периодическую таблицу. Если у вас возникло серьёзное чувство дежавю, то потому, что в Википедии есть похожая версия.
Но, как объясняет Джонсон, версия Википедии в некоторых местах неясна, а в других просто ошибочна.
Она говорит, что термины «крупные звёзды» и «мелкие звёзды» в версии Википедии не имеют особого смысла, потому что нуклеосинтез не имеет отношения к радиусу звёзд, поэтому мы должны предположить, что они означают «звёзды высокой массы» и «звёзды низкой массы» соответственно.
«Звёзды высокой массы заканчивают свою жизнь (по крайней мере, иногда) как сверхновые типа II, с коллапсом ядра. Звёзды низкой массы обычно заканчивают свою жизнь как белые карлики», — говорит Джонсон.
«Но иногда белые карлики в двойных системах с другой звездой получают достаточно массы от компаньона, чтобы стать нестабильными и взорваться как так называемые сверхновые типа Ia. На какую «сверхновую» ссылается графика в Википедии, не ясно».
Также есть проблема с литием:
«Информация о Li неверна. Изотоп 6Li действительно образуется, когда космические лучи сталкиваются с другими ядрами и разбивают их. Но большая часть гораздо более распространённого изотопа 7Li, без сомнения, создаётся в звёздах малой массы и выбрасывается во Вселенную, когда звезда умирает. Часть 7Li также образовалась во время Большого взрыва, и небольшая доля — в результате деления космическими лучами».
В блоге Джонсон даже есть версия периодической таблицы для людей с дальтонизмом:
Жизнь без чудес — как небо без звёзд. Скептики видят только
факты, а мечтатели — целые миры. Верьте в тайны, и они ответят вам
магией. Ведь самое невероятное часто скрывается за гранью
невозможного.
- Хотите разгадывать тайны вместе? Заходите в наш Telegram — здесь мы делимся тем, что действительно удивляет, восхищает и заставляет задуматься! Обсуждаем, спорим, ищем ответы. Присоединяйтесь, ваше мнение важно! А если хотите поддержать нас — купите нам кофе ☕. Каждая чашка помогает искать новые загадки. Или просто оставьте комментарий во ВКонтакте — нам действительно важно, что вы думаете!