ฉันมักจะถามนักเรียนในชั้นเรียนดาราศาสตร์ศึกษาชุมชนว่ามีองค์ประกอบใหม่ ๆ ที่ค้นพบในอวกาศที่ไม่รู้จักบนโลกหรือไม่ คำตอบของคำถามคือไม่ - ธรรมชาติใช้องค์ประกอบทางธรรมชาติ 98 แบบเดียวกันกับแฟชั่นทุกอย่างตั้งแต่ดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ที่คุ้นเคยไปจนถึงสิ่งที่อยู่ในกาแลคซีไกลโพ้นที่สุดที่เราเห็น นอกเหนือจากสารประกอบหรือแร่เป็นครั้งคราว Earth เป็นสถานที่ที่คุณจะพบองค์ประกอบที่แปลกใหม่กว่าที่อื่นในจักรวาล
องค์ประกอบคือสารบริสุทธิ์ที่ทำจากอะตอมเพียงชนิดเดียว สิ่งที่ทำให้องค์ประกอบหนึ่งแตกต่างจากกันคือจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม อะตอมใดก็ตามที่มีหกโปรตอนจะเป็นคาร์บอน 79 โปรตอนทองพลูโตเนียม 94 โปรตอนและไฮโดรเจน 1 โปรตอน หมายเลขโปรตอนยังเป็นองค์ประกอบของเลขอะตอมบนตารางธาตุ. องค์ประกอบในตารางจัดเรียงตามเลขอะตอม
องค์ประกอบที่พบบ่อยที่สุดสองอย่างคือไฮโดรเจนและฮีเลียมหมายเลข 1 และ 2 ในตารางธาตุ พวกเขารวมกันเป็น 98% ของสสารที่มองเห็นได้ทั้งหมดในจักรวาล ส่วนที่เหลืออีก 2% รวมถึงทุกอย่างอื่นจากเบาลิเธียม (หมายเลข 3) จนสุดทางแคลิฟอร์เนียม (98) องค์ประกอบทางธรรมชาติที่หนักที่สุดที่พบบนโลกและในดวงดาว Californium นั้นไม่เสถียรและ“ สลายตัว” เป็นองค์ประกอบที่ง่ายกว่า แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะสร้างมันขึ้นมาในห้องทดลองโดยการทิ้งระเบิดเบอร์คีเลียม (97) ด้วยนิวตรอนจำนวนการติดตามของธาตุที่หายากมากนี้ถูกพบตามธรรมชาติในตะกอนยูเรเนียมที่อุดมไปด้วย
เมื่อฉันอยู่ในโรงเรียนมัธยมที่เรียนวิชาเคมีตารางธาตุจะจบลงที่ Lawrencium (103) ในปัจจุบันมี 118 องค์ประกอบหนึ่งล่าสุดที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการเป็นอูนอูนออกเทียม (คุณ-nah-NOC-ทีหนอ) ความจริงแล้วองค์ประกอบทั้งหมดที่เกิน 98 นั้นเป็นสิ่งประดิษฐ์มาถึงชีวิตในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือในการทดลองเครื่องเร่งอนุภาค พวกเขามีชีวิตที่สั้นมาก ด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกจำนวนมากผลักเข้าหานิวเคลียสของพวกมันองค์ประกอบเหล่านี้จะแตกสลายอย่างรวดเร็วกลายเป็นอะตอมที่ง่ายกว่าในกระบวนการที่เรียกว่าการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี.
ย้อนกลับไปในช่วงเวลาของบิกแบงเมื่อจักรวาลเกิดขึ้นมีเพียงองค์ประกอบที่ง่ายที่สุด - ไฮโดรเจนฮีเลียมและปริมาณลิเทียมที่ติดตามได้ถูกทำให้สุก คุณไม่สามารถสร้างดาวเคราะห์จากสิ่งที่อ่อนนุ่มเช่นนี้ มันใช้เวลาดวงดาวรุ่นแรกซึ่งก่อตัวขึ้นจากการสร้างพื้นฐานเหล่านี้เพื่อสังเคราะห์องค์ประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นคาร์บอนออกซิเจนซัลเฟอร์และสิ่งอื่น ๆ ผ่านการหลอมนิวเคลียร์ในแกนกลางของมัน
เมื่อดาวระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาไม่เพียง แต่องค์ประกอบใหม่ล่าสุดเหล่านี้จะถูกระเบิดในอวกาศ แต่ความร้อนและแรงดันมหาศาลระหว่างการระเบิดสร้างขึ้นด้วยองค์ประกอบที่หนักกว่าเช่นทองคำทองแดงปรอทและตะกั่ว ทั้งหมดกลายเป็นนิติบุคคลในดาวฤกษ์รุ่นที่สอง และครั้งที่สาม
องค์ประกอบ 2% ของดาวฤกษ์ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนออกซิเจนไนโตรเจนและซิลิกอนก็ไปสร้างดาวเคราะห์และต่อมากลายเป็นสิ่งจำเป็นต่อชีวิต เราทำจากวัสดุที่มีการประมวลผลอย่างสูงสำหรับคุณและฉันอะตอมของสิ่งมีชีวิตของเราได้เข้าและออกจากแกนกลางของดาวหลายชั่วอายุคน คิดเกี่ยวกับสิ่งที่ดีและยากนี้และคุณอาจติดต่อกับ "ดาวชั้นใน" ของคุณเอง
เรามาตั้งคำถามใหม่เกี่ยวกับวัสดุแปลกใหม่ในอวกาศที่ไม่ปรากฏบนโลก แทนที่จะเป็นองค์ประกอบถ้าเราดูสารประกอบเราก็จ่ายเงินให้ สารประกอบยังเป็นสารบริสุทธิ์ แต่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีสองอย่างหรือมากกว่าเข้าด้วยกัน สารประกอบที่เป็นที่รู้จัก ได้แก่ น้ำ (hydrogens สองอันรวมกับออกซิเจนหนึ่งตัว) และเกลือ (โซเดียมหนึ่งตัวและคลอรีนหนึ่งตัว)
นักดาราศาสตร์ได้พบเกี่ยวกับ220 สารประกอบ หรือโมเลกุลในอวกาศนอกโลกหลายชนิดมีพี่น้องบนโลก แต่มีเอเลี่ยนบางตัว เราไม่ต้องมองไปไกลนักเพื่อค้นหาพวกมันเนื่องจากมีคนไม่กี่คนที่ส่งตรงถึงประตูบ้านของเราเพราะเป็นแพคเกจหินที่เรียกว่าอุกกาบาต นี่คือรายการสั้น ๆ ของแร่ธาตุใหม่ ที่เกิดขึ้นภายในดาวเคราะห์น้อย (ที่ซึ่งอุกกาบาตเกิด) ภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างจากที่พบในโลก:
* Barringerite - สารประกอบโลหะที่ทำจากเหล็กนิกเกิลและฟอสฟอรัส
* Oldhamite - แร่สีน้ำตาลที่ทำจากแคลเซียมแมกนีเซียมและกำมะถัน
* Kosmochlor - แร่ธาตุสีเขียวที่มีแคลเซียมโครเมียมซิลิคอนและออกซิเจน
แล้วเรื่องใหม่ ๆ ในดาวเคราะห์และดาวหางล่ะ? นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบสารประกอบในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ยักษ์ดาวพฤหัสดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนเช่นไซเลน (ซิลิกอนไฮโดรเจน)Arsine (สารหนู - ไฮโดรเจน) และฟอสฟีน (ฟอสฟอรัส - ไฮโดรเจน) ที่ไม่มีอยู่จริงบนโลก มนุษย์ได้สร้างทั้งสามในห้องปฏิบัติการและนำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมถึงการผลิตตัวนำกึ่งตัวนำ
แล้วก็มีBrownleeiteซิลิเกตแมงกานีสพบในปี 2003 ในฝุ่นละอองที่ถูกดาวหาง 26P / Grigg-Skjellerup นักดาราศาสตร์มองเห็นโมเลกุลของคาร์บอนที่ถูกล่ามโซ่ไว้ในอวกาศซึ่งไม่สามารถก่อตัวขึ้นบนโลกได้เนื่องจากระบบสุริยะทำให้ออกซิเจนแตกตัว อวกาศเป็นที่หลบภัยของพวกเขา
ดังนั้น Earth เป็นที่ตั้งในจักรวาลที่คุณจะพบองค์ประกอบแปลกใหม่มากกว่าที่อื่น ด้วยกิจกรรมของมนุษย์และโมเลกุลที่ซับซ้อนซึ่งรวมตัวกันเพื่อก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตสถานที่แปลกใหม่ที่สุดในจักรวาล
