فراوانی کیهانی عناصر

آیا تا به حال به این فکر کرده اید که عناصر شیمیایی در عالم چگونه بوجود آمده اند؟ باید بدانید که این عناصر از ابتدای خلقت عالم، در این عالم وجود نداشتند، بلکه طی فرایند هایی توسط ستارگان ساخته و پرداخته شده اند.

واکنشهای همجوشی هسته ای که درون ستارگان قرار دارد، مسئول ایجاد شدن عناصر مختلف در عالم بوده است. تمام موادی که در اطراف خودمان می بینیم از همین عناصر ساخته شده اند: خانه ها، درخت ها، کوهها، سگ ها و گربه ها و حتی بدن خودمان. تمام عناصر گوناگونی که درون بدن ما قرار دارند، از اکسیژنی که تنفس می کنیم و نیتروژن و کربن و ... که تمام اندام های حیاتی ما را ساخته اند، همه و همه روزی در مرکز یک ستاره که پیش از خورشید در این منطقه از فضا قرار داشت، ساخته شده اند.

به دستان خود نگاه کنید، عناصر و موادی که بافتهای زیبا و حساس دست شما را ساخته است، زمانی در مرکز یک ستاره با دمای میلیونها درجه، « پخته شده اند »!

واکنشهای همجوشی هسته ای، عناصر سنگین( تا آهن ) را در دما و فشار بالا درون ستارگان پرجرم تولید می کنند. بعضی از این واکنشها به این شکل هستند:

                                                   ⁴He --> ⁸Be + ⁴He --> ¹²C 12C + ⁴He --> ¹⁶O (در دمای 100 میلیون درجه)

                                                                                              ¹²C --> ⁴He + ²⁰Ne (در دمای 600 میلیون درجه)

                                                                     ¹⁶O --> ⁴He + ²⁸Si  2 x ¹⁶O --> ³²S (در دمای 5ر1 میلیارد درجه)

                                                                                                         ²⁸Si --> ⁵⁶Fe (در دمای 4 مـــیلیارد درجه)

نمودار فراوانی عناصر در عالم

در این نمودار، محور افقی عدد اتمی عناصر را نمایش می دهد و محور عمودی نشان دهنده ی فراوانی نسبی عناصر در عالم است. بازه های روی محور عمودی توان 10 را نشان می دهند. فراوانی عناصر در این نمودار توسط مطالعه ی خورشید و شهاب سنگها بدست آمده است. 98 درصد جرم عالم از هیدروژن و هلیوم ساخته شده است. حالت زیگ زاگی نمودار نتیجه ی واکنشهای همسته ای است که تمایل بیشتری به تولید عناصر با عدد اتمی زوج دارد (تعداد پروتونها در هسته).

در مقابلِ هر 000 000 1 اتم هیدروژن حدود 000 50 اتم هلیوم، 350 اتم کربن، 110 اتم نیتروژن، 670 اتم اکسیژن، 60 اتم نئون، 34 اتم منیزیم، 34 اتم آهن، 35 اتم سیلیسیم و 6 اتم گوگرد قرار دارد. به کمبود ناگهانی لیتیم (Li) و برلیوم (Be) و بور توجه کنید. همچنین به قله ی نسبی آهن و اکسیژن و کربن نگاه کنید. تمام این کمبودها و فراوانی ها بخاطر واکنشهای هسته ای خاصی است که درون ستارگان، این عناصر را تولید کرده اند.

ترجمه و تألیف:

ا.م.گمینی

منبع:

D.R.Altschuler, Children of the stars, 2002, p 33