По следите на звездния прах Макс-Висен
ПО ПЪТЯТА НА ЗВЕЗДНАТА ПРАХ
Направени сме от звезден прах. Това научавате от Клаус Блаум, директор в Института по ядрена физика „Макс Планк“ в Хайделберг. Той изследва как се образуват тежки елементи в звездите. В научно отношение това се нарича "нуклеосинтеза". Тук е латинската дума ядро за "ядро", т.е. атомно ядро, и гръцката дума синтез за конструкция". Когато нашата планета се формира преди 4,6 милиарда години, много елементи всъщност дойдоха на земята като звезден прах.
Ако ние химични елементи, че тялото ни е изградено, би могло да тежи отделно, бихме определили следното: Преобразувано в нашето тегло, ние се състоим от около 56 процента кислород, 28 процента въглерод, девет процента водород, два процента азот и 1,5 процента калций, плюс микроелементи. Всички тези елементи идват от звезди, само водородът има различно минало. Най-лекият химичен елемент се е образувал малко след Големия взрив преди 13,8 милиарда години. Така че, ако някой ни попита на колко години сме, с право можем да отговорим, че сме на девет процента почти толкова стари, колкото Вселената. Останалите 91 процента са по-млади, но все още са на милиарди години.
Големият взрив също така създава част от хелия и лития в космоса, елементи номер две и три в периодичната таблица. Всички по-тежки елементи възникват изключително в звездите, някои дори само в тяхната агония. Звезди с размерите на нашето слънце излизат, за да образуват червен гигант. В крайна сметка те хвърлят външната си черупка и вътрешността им се срутва в бяло джудже. По-големите звезди с поне осем слънчеви маси завършват още по-драматично. Те експлодират в супернова, чиято екстремна топлина поражда тежки елементи. Те хвърлят тези елементи в космоса като звезден прах, наред с други неща. Това, което остава, е много малка неутронна звезда, в която материята е изключително компресирана (снимка на корицата).
Умирането на звезди
Звездите изразходват огромното си количество водород през по-голямата част от съществуването си. В ядрото на слънцето например има температура около 15 милиона градуса. В огромната топлина атомите губят всички електрони, а от лекия водород само отделни протони са останали като голи атомни ядра. Гигантско налягане от 200 милиарда земна атмосфера стиска тези протони толкова силно, че те постоянно се удрят един в друг. По този начин четири протона редовно се сливат, образувайки хелиево ядро (вижте TECHMAX 9). Така че хелийът е отчасти звездна пепел, друга част идва като водород от Големия взрив.
Слънцето слива около 564 милиона тона водород до 560 милиона тона хелий всяка секунда. Така тя губи четири милиона тона маса всяка секунда, което е приблизително еквивалентно на връх Еверест. Известната история на Алберт Айнщайн описва какво се случва Д. = mc 2. Тази формула казва, че масата и енергията са две страни на една и съща монета. Масата може да се преобразува в енергия и обратно. Първото се случва в звездите и ги загрява. Обратното налягане на горещия газ предотвратява срутването на звездата под собствената си огромна гравитационна сила (гравитация).
Ето защо една звезда става нестабилна веднага щом се изразходва нейният водород. В гравитационната преса вътрешното му ядро става по-горещо и плътно. При около 100 милиона градуса „изгарянето на хелий“ се възпламенява: Стабилизира подутата звезда за няколко милиона години. „Две хелиеви ядра се сливат, за да образуват берилиево ядро - обяснява Клаус Блаум, - и това с трето ядро на хелий, за да образуват въглеродно ядро.“ Колкото по-нататък умират звездите, толкова по-тежки са създадените атомни ядра. "Това стига до желязото", обяснява ядреният физик, "това е краят."
Железните сърцевини са особено стабилни и означават повратна точка. Ако трябва да се създадат дори по-тежки елементи чрез синтез, трябва да се добави много енергия. Тъй като синтезът консумира енергия над желязото, вместо да я освободи. Ето защо природата тръгва по различен път с по-тежки елементи и има много. В крайна сметка желязото е едва 26-то от над 90 естествено срещащи се елементи в Периодичната таблица. Но как възникват всички по-тежки елементи? Например злато? В търсенето на отговори екипът на Хайделберг работи с астрофизици. Те насочват телескопите си към звездите и виждат голямата картина. Ядрените физици, от друга страна, „гледат“ в най-малките атомни ядра - тези сложни експерименти са един вид супер микроскоп и се провеждат при големи ускорители на частици.
Към Нуклеосинтеза За да го разбере човек трябва да се задълбочи във физиката на атомните ядра. Познаването на точната вътрешна структура на атомните ядра все още има изненадващ брой пропуски. Причината: колкото по-голямо е атомното ядро, толкова по-сложни „системи с много частици“ те образуват от много протони и неутрони.