Primele idei despre nucleosinteza spuneau ca elementele chimice au fost create la inceputul Universului, insa nu a fost gasit nici un scenariu rational pentru a sustine aceasta ipoteza. Cu timpul a devenit clar ca hidrogenul si heliul este mult mai abundent decat alte elemente. Toate celelalte elemente constituie mai putin de 2% din masa sistemului nostru solar sau a altor sisteme stelare. In acelasi timp era clar ca oxigenul si carbonul reprezinta urmatoarele elemente din punct de vedere al abundentei. Astazi stim ca nu toate elementele chimice au fost produse in momentul Big Bang-ului.

Nucleosinteza Big Bang nu a putut produce elemente mai grele decat litiumul datorita unui blocaj: absenta nucleelor stabile cu 8 sau 5 nucleoni. In stele, acest blocaj este eliminat de coliziunile triple ale nucleilor helium-4, producand carbon. Acest proces este foarte lent si are nevoie de zeci de mii de ani pentru a transforma cantitati semnificante de heliu in carbon.

In regiuni bogate cu protoni, litiu-6, beriliu-9 si bor-11 au fost produse de reactiile 4He(D,γ)6Li, 7Li(T,n)9Be, 7Li(D,γ)9Be, 7Be(T,p)9Be, and 9Be(T,n)11B. Carbon-12 a fost produs atunci cand bor-11 a capturat un neutron sau un deuteron, permitand formarea nitrogenului si oxigenului in ciclul CNO (carbon-nitrogen-oxigen).

In anul 1920, Arthur Stanley Eddington a sugerat ca stelele isi obtin energia prin fuziunea hidrogenului rezultand heliul si a aratat ca elementele grele ar putea fi formate in interiorul stelelor. Ideea nu a fost acceptata in mod general deoarece mecanismul nuclear nu era inteles. In anii ce au urmat, imediat dupa Cel De-al Doilea Razboi Mondial, Hans Bethe a elucidat pentru prima data aceste mecanisme nucleare prin care hidrogenul fuzioneaza, rezultand heliul.

Acum, putini biochimisti si biologi moleculari se indoiesc ca viata poate lua nastere in mod natural din nonviata. Corpul uman este facut din aproximativ 7,000,000,000,000,000,000,000,000,000 atomi (7 octilioane) iar majoritatea sunt atomi de hidrogen – cel mai abundent element in Univers, produs in Big Bang, acum 13.8 miliarde de ani. Restul atomilor au fost “forjati” in stelele care au explodat acum miliarde de ani si un numar mai mic, pot fi atribuiti razelor cosmice.

Universul timpuriu s-a terminat cu perioada nucleosintezei Big Bang, cuprinzand intervalul de timp de la 3 pana la 15 minute dupa Big Bang. Nucleosinteza a fost impartita in era cuantica, era inflationara, era quarqurilor, era hadronica si era leptonica.

In domeniul astrofizicii, nucleosinteza este procesul de creare a noi tipuri de nuclee de elemente chimice ca urmare a reactiilor termonucleare din interiorul stelelor.

Pentru a intelege mai bine de unde provine fiecare ingredient din care suntem alcatuiti, Jennifer A. Johnson, astronom la Universitatea de Stat din Ohio, a realizat un nou tabel periodic (click pe imagine pentru marire) unde se pot vedea elementele chimice potrivit originii lor: Nucleosinteza Big Bang,  fuzionarea stelelor neutronice, explozia stelelor masive, moartea stelelor cu masa mica, si explozia stelelor pitice albe (white dwarf).

Fundalul fiecarui element din tabel este colorat in functie de cat la suta din respectivul element este rezultatul unui specific eveniment cosmic.

De exemplu, elemente precum oxigenul (O), magneziul (Mg) si sodiul (Na) au rezultat din exploziile gigantice ale supernovelor atunci cand acestea au ramas fara „combustibil” sau au acumulat prea multa materie.

Elementele mai „ciudate” precum borul (B) si beriliul (Be) precum si anumiti izotopi ai litiului (Li) au o origine deosebita deoarece sunt rezultatul particulelor de energie inalta, numite si raze cosmice. Razele cosmice atunci cand intalnesc anumiti atomi, dau nastere unor noi elemente.

Asadar, elementele mai grele precum carbonul, azotul, oxigenul, fierul etc nu au fost create in Big Bang. Si singura cale prin care ar fi putut ajunge in corpurile noastre este ca aceste stele sa fi avut amabilitatea sa explodeze, imprastiindu-si compozitia in cosmos, astfel incat intr-o zi sa se reuneasca intr-o planeta albastra de mici dimensiuni situata in apropierea unei stele pe care o numim Soare. Pe parcursul istoriei galaxiei noastre, au explodat cam 200 de milioane de stele.

Asa cum a spus Carl Sagan intr-un episod din “Cosmos”, nitrogenul din ADN-ul nostru, calciul din dintii nostri, fierul din sangele nostru, carbonul din placintele noastre cu mere, au fost produse in interiorul stelelor aflate in colaps. Noi suntem facuti din materie stelara.

Bibliografie:
http://blog.sdss.org/2017/01/09/origin-of-the-elements-in-the-solar-system/
http://www.sciencealert.com/this-awesome-periodic-table-shows-the-origins-of-every-atom-in-your-body
„Universul din nimic”, Lawrence M. Krauss.
Foto: NGC 7293 Nebuloasa Helix. Credit: NASA, ESA.

2 COMENTARII

  1. Oul a aparut cu mult timp inainte ca gaina sa existe. Gaina nu e nici prima si nici ultima specie – pe plan cronologic – la care dezvoltarea embrionara are loc in afara uterului matern.
    Gainile, ca orice alta specie, au urmat un proces lung si lent pana sa devina gainile de azi. La un moment dat, stramosul gainii a produs, datorita unor mutatii in ADN, gaina pe care o stim. Deoarece „proto-gaina” a dat nastere gainii zilelor noastre, putem spune ca oul a fost primul.

LĂSAȚI UN MESAJ